16.09.2020

Allemagne et Energiewende, stop ou encore ?

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Allemagne,
Energiewende,
Transition énergétique,
énergie nucléaire
Cécile Crampon (Sfen) - Informations à partir d'une analyse "Le mix électrique de la France et de l'Allemagne en 2019" de Roger Seban - Photo de Dormund en Allemagne ©Shutterstock

Alors que la politique française tend à réduire la part de nucléaire dans son mix-électrique, les résultats allemands commencent à démontrer, à l’échelle de ce pays un des plus riches au monde, les limites de sa transition énergétique « l’Energiewende ». Le point avec Roger Seban, expert dans l’énergie nucléaire, qui a comparé très objectivement les statistiques officielles des rapports des gestionnaires des réseaux de transport d'électricité français et allemand, RTE et AG Energiebilanzen, sur le mix électrique et les émissions de CO2 en 2019.

La pertinence de comparer des mix électriques annuels et non ponctuels


Pour tirer des enseignements sur la pertinence d’une politique d’un mix électrique d’un pays, Roger Seban rappelle : « seules les statistiques annuelles permettent de faire des comparaisons scientifiques, car l’analyse pluriannuelle à périodicité annuelle de la production d’électricité permet de s’affranchir de plusieurs biais propres à chaque source d’énergie électrique. A contrario, des chiffres, partielles, sortant de ce contexte et relevés parfois dans les médias, comme « tel mois, telle ou telle énergie a produit plus que telle autre », « ne permettent pas de tirer des enseignements quant à la pertinence d’une politique d’un mix électrique d’un pays pour produire son électricité ».

Quels sont les biais à tenir compte entre les différentes énergies ?


Tout d’abord, rappelons que les énergies renouvelables intermittentes (notées ENRi pour l’éolien et le solaire) sont fortement dépendantes de la météo et des saisons sur le territoire national.
Les énergies renouvelables pilotables (barrages hydrauliques ou hydraulique au fil de l’eau, biomasse) dépendent du niveau de remplissage des barrages, du débit des fleuves donc de de leurs approvisionnements saisonniers.

Le nucléaire et les fossiles (charbon, gaz, pétrole en cogénération électricité-chaleur) sont des énergies pilotables sur la base de programmes préétablis pour les rendre disponibles sur le réseau 24h/24, 7j/7. Leur indisponibilité est aussi programmée pour rechargement et/ou maintenance périodique.

« Comparer le mix-électrique France et Allemagne revient donc à étudier : la production de chaque source d’énergie, la part de chacune dans la consommation d’électricité et les émissions de CO2 ; le dimensionnement du mix électrique au regard de de la pointe maximale à assurer et de la consommation ; et le facteur de charge de chaque énergie du mix électrique ».

Quelle production/consommation électriques annuelles et de GES en France et Allemagne en 2019 ?

Les statistiques 2019 proviennent des rapports officiels de RTE et d’AG Energiebilanzen. A noter toutefois quelques spécificités pour chaque pays en matière d’émissions de gaz à effet de serre (GES) pour la production d’électricité, comme le reprécise là aussi Rogert Seban : « l’Allemagne calcule les émissions de tous les GES, d’une part sur une production d’électricité brute, incluant l’autoconsommation[1] (environ 5 % de la production brute), et d’autre part sur l’ensemble de cycle de vie ACV (cycle de vie) des installations. Elle retient les valeurs normatives du GIEC[2] légèrement différentes de celles de l’ADEME en France et publie les résultats des émissions des GES en masse équivalente de CO2, noté CO2eq.

Pour la France, RTE considère seulement la production nette et ne comptabilise que les émissions de CO2 pour le seul vecteur d’énergie, ce qui conduit pour la production d’électricité à des émissions nulles de CO2 pour le nucléaire et toutes les ENR (hydraulique, éolien et solaire). RTE retient les valeurs normatives de l’ADEME, plus sévères notamment pour le charbon que celle du GIEC ». De fait, il est nécessaire de « corriger les statistiques[3] de ces spécificités, afin de comparer les émissions de CO2 de la France et l’Allemagne pour le mix électrique ».

Production et part respective en % de chaque énergie dans la production électrique et émissions de GES en 2019

 

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Ce tableau montre que la France reste un pays où la production d’électricité est décarbonée à plus de 92 % (dont 8,5 % d’ENR intermittentes), contre l’Allemagne (52 % dont 40 % d’ENR intermittentes).

 

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Il en découle une empreinte carbone de la production électrique du mix électrique en Allemagne (362 g CO2eq/kWh) qui est près de 9 fois supérieure à celle de la France (42 g CO2/kWh). A noter que l’empreinte carbone, évaluée sur une année pleine et comparée aux années précédentes, est le seul critère scientifique pour juger de l’efficience du mix électrique existant (ou à construire) d’un pays, au regard de la lutte contre le changement climatique[4].

Pour les pays ayant déjà une empreinte carbone faible, grâce notamment au mix nucléaire et/ou hydraulique, comme la France et la Suède, augmenter simultanément les ENRi et réduire la part du nucléaire s’avère donc à terme contre-productif sur le critère « empreinte carbone ».


Il sera intéressant d’ailleurs de suivre l’évolution de l’empreinte carbone de la France pour 2020, avec la fermeture des 2 réacteurs de la centrale nucléaire de Fessenheim, et les années qui suivront, puisque la PPE prévoit la réduction de l’énergie nucléaire à 50 % du mix électrique d’ici 2035. Remplacer du nucléaire ne pourra pas être compensé par desENR intermittentes seulement, mais aussi par d’autres sources d’énergie pilotables. Et ce sera alors la construction de nouvelles centrales à gaz pour assurer aussi la sécurité du réseau entraînant une hausse inéluctable de GES.

 

Quelle quantité de GES cumulés en France et en Allemagne ?


Un autre indicateur scientifique est, en valeur absolue, la quantité de GES (exprimée en masse de CO2 équivalente) émise par la production électrique, car les GES s’accumulent chaque année dans l’atmosphère et accroissent durablement l’effet de serre responsable du réchauffement climatique.

Roger Seban poursuit : « pour l’année 2019, l’Allemagne a rejeté, pour sa production d’électricité, 208 millions de tonnes (Mt) CO2eq, à comparer aux 22,7 Mt de CO2 de la France soit un écart de plus de 185Mt, et ce malgré une production d’ENRi en Allemagne 5 fois supérieure à la France. Car l’Allemagne doit impérativement garder les énergies fossiles pour palier l’intermittence des ENRi éolien et solaire. Cet indicateur est le produit de l’empreinte carbone du mix électrique par la production électrique du pays. Il est fort probable que malgré les efforts d’économie d’énergie la production électrique va croitre dans les prochaines années. Comme le changement climatique dépend de l’accumulation du CO2 au cours des années, il est impératif de viser à réduire drastiquement et prioritairement l’empreinte carbone du mix électrique existant et à construire. C’est une évidence, malheureusement mal comprise par l’opinion publique, les médias et de nombreux décideurs politiques au niveau français et européen. On constate que la notion d’intermittence est maintenant assez bien comprise, mais malheureusement le besoin d’équilibre permanent production-consommation d’électricité, qui ne peut pas être assuré par les ENRi non pilotables, et que seuls les moyens de production pilotables peuvent assurer, n’est pas une notion bien appréhendée par les médias, le monde politique et le public ».

 

L’Allemagne, une électricité carbonée à l’export, contrairement à la France

En 2019, comme depuis de nombreuses années la France et l’Allemagne ont été exportateurs nets d’électricité comptabilisés physiquement aux postes frontières ». Ainsi la France exporte environ 12 % de sa production et fait bénéficier les pays « receveurs » d’une électricité bas carbone, ce qui n’est pas le cas de l’Allemagne qui exporte environ 6 % d’électricité très carbonée (principalement charbon et gaz).

L’intérêt pour l’Allemagne de rester dans le flou des renouvelables 


L’Allemagne communique souvent sur la part d’énergies renouvelables sans en préciser la composition. Qu’en est-il précisément ? En 2019, les ENRi ont produit 171 TWh (28,4 % de l’électricité totale). En y ajoutant l’hydraulique qui est une énergie renouvelable pilotable à hauteur de 20 TWh (3,3 %) et les « divers » à base de biomasse pour une bonne part également pilotables à hauteur de 50,5 TWh (8,4 %), on a un total d’ENR de 40,1%. C’est sur ce chiffre de 40 % d’ENR que l’Allemagne communique, en omettant de souligner qu’environ 70 % de cette énergie renouvelable est intermittente et non pilotable et nécessite un recours aux énergies fossiles pour assurer les besoins de consommations et de sécurité du réseau. L’Allemagne reste donc très prudente pour réduire ses capacités de production d’origine fossile, et insiste pour développer en Europe les capacités d’échanges transfrontaliers.

A cet égard, il peut être rappelé que pendant que les deux réacteurs de Fessenheim s’arrêtaient, respectivement en février et juin 2020, s’ouvrait une nouvelle centrale à charbon de l’autre côté de la frontière, le 30 mai 2020, avec un investisseur et exploitant allemand Uniper fier d’annoncer le montant de ses investissements « plus de 1,5 milliard d’euros » pour cette centrale de 1 100 MW à Datteln 4 qui produit près de 1 000 g de CO2/kwh.

Conséquences de l’arrêt du nucléaire en Allemagne d’ici 2022

La fermeture programmée et progressive du nucléaire allemand jusqu’à fin 2022 fera perdre 75 TWh, qui seront compensés par une augmentation substantielle d’ENRi selon des dernières annonces allemandes et probablement une croissance simultanée de moyens de la production à partir de combustibles fossiles (gaz ?) pour palier l’intermittence et garantir l’équilibre production-consommation du réseau.

« L’Allemagne a annoncé une fermeture progressive et programmée du fossile lignite + charbon d’ici 2038, soit donc dans 18 ans, qui ipso-facto sera remplacée par du gaz. Cette substitution (remplacement du charbon par du gaz) fera baisser mathématiquement les émissions de CO2 pour les fossiles mais l’empreinte carbone restera élevée. En effet les deux sources : lignite + charbon et gaz, sont, en 2019, responsables de la quasi-totalité des émissions de CO2 de l’Allemagne en 2019 (140+57=197 Mt CO2)[5]. En supposant une production électrique totale stable de l’Allemagne (hypothèse très optimiste), la sortie du charbon (en 2038) et du nucléaire en 2022, c’est une « perte » de 171+75= 246 TWh qui devra être compensée, à cet horizon par une production accrue de « gaz+fioul+divers ». L’empreinte carbone du mix électrique allemand décroitra très lentement de son niveau actuel- 362 g CO2eq/kWh- à environ 160 g CO2/kWh, et ce sur 18 ans, quand celui de la France est actuellement d’environ 42 g CO2/kWh et évoluera peu (mais à la hausse) si le nucléaire est réduit mais maintenu à un niveau significatif de 50 % de la production totale. Cette lente amélioration de l’empreinte carbone de l’électricité allemande se fait au prix d’investissements massifs en ENRi et de centrales au gaz, conduisant à un parc installé en « surcapacité »[6] quant à sa taille, et dont le coût est supporté inutilement par le consommateur allemand. L’intégrale des émissions accumulées de CO2 jusqu’en 2038 sera tout à fait préjudiciable aux objectifs européens actuels de la lutte contre le réchauffement climatique. A minima l’Allemagne, pendant la phase de sortie du charbon, devrait renoncer à la fermeture de son nucléaire actuel qui lui procure une production de 12 % sans carbone. Compte tenu de la probable augmentation de la consommation électrique, l’Allemagne restera un gros émetteur de CO2 en valeur absolue en Europe à cet horizon pour son mix électrique ».

Des anciens « anti-nucs », scientifiques allemands, demandent de conserver le nucléaire

Plus de 5 ans après sa mise en œuvre, la transition énergétique allemande peine à baisser ses émissions de CO2. D’ailleurs, l'Allemagne reste de loin le 1er producteur de CO2 en Europe, devant la Pologne, qui, elle, semble vouloir adopter très sérieusement une politique d’arrêt de ses centrales à charbon pour les remplacer par un parc nucléaire qui produira pendant au moins 60 ans de l’électricité bas carbone. Le malaise devient prégnant en Allemagne et la place du nucléaire fait de plus en plus débat, à commencer par des personnalités allemandes.

A titre d’exemple, deux scientifiques allemands Anna Veronika Wendland et Rainer Moormann[7]  plaident aujourd’hui pour une sortie des énergies fossiles avant celle du nucléaire. Leur tribune, publiée dans Die Zeit[8] le 15 juillet 2020[9], fait grand bruit dans le parti des Verts.

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A l’origine de cette parution dans ce grand média national, un mémorandum co-signé Moormann-Wendland « Pour une nouvelle transformation du système énergétique » allemand.

Dans le détail, ils font le constat « amer » que l'Allemagne n'atteint pas ses objectifs climatiques, qu’elle ne réduit pas assez sa dépendance aux énergies fossiles et que cela est dû principalement à la sortie prématurée du nucléaire ». Ce qu’ils souhaitent ? Briser un vieux tabou dans le débat allemand sur le climat qui nie les avantages de l’énergie nucléaire pour réduire efficacement les émissions de GES.

Leur proposition est tout sauf conventionnelle. Ils rompent avec le consensus allemand sur l'abandon progressif du nucléaire et les arguments habituels sur cette énergie. Ils estiment que « le consensus politique n'est pas une vache sacrée » et qu’il doit être remis en question continuellement en faveur du climat. Voire, ils émettent des critiques envers les énergies renouvelables qu’ils qualifient « d’inutiles, s'il n'existe pas de possibilités de stockage de l'électricité verte à maturité ». Plus encore, ils demandent que les Sciences, ceux qui savent – reviennent au centre du débat. A commencer par les Sciences émises par le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) qui « attribue à l'énergie nucléaire un rôle important dans le ralentissement du réchauffement climatique », rappelle Anna Veronika Wendland.

Quant à Rainer Moormann, il demande que « les capacités de production de lignite, qui sont particulièrement néfastes pour le climat, [soient] fermées rapidement. Cela permettrait de réduire les émissions totales de CO2 de l'Allemagne d'environ 10 %. Le gaz naturel, en tant que substitut des énergies renouvelables, tel que prévu par le gouvernement allemand, n'est pas une alternative car ses émissions de méthane sont tout aussi nocives pour le climat que la combustion du charbon ». Et d’enfoncer le clou : « Si les progrès substantiels nécessaires à la mise en place d'installations de stockage à grande échelle pour un système largement basé sur les énergies renouvelables ne peuvent être observés d'ici 2030, il faudra inévitablement envisager la construction de nouvelles centrales nucléaires - en plus du développement des énergies renouvelables ».

A suivre…

 

[1] Ce concept est souvent associé à celui de ’'autoproduction. Il représente la consommation d'une ressource (biens, aliments, énergie (éolienne, solaire notamment) ou de services, produits par une entité pour elle-même.

[2] IPCC Report 2014

[3] Sur la base des spécificités de comptabilisation entre les deux pays, et pour comparer correctement les émissions de CO2 entre la France et l’Allemagne, les corrections sont les suivantes : avec la prise en compte des émissions ACV sur la base des valeurs de l’ADEME, les émissions de la France sont corrigées à hauteur de 22,7 millions de tonnes de CO2 au lieu de 19,2 millions de tonnes (ajout de +2,2 pour le nucléaire, + 1,3 pour les ENRi et l’hydraulique), ce qui conduit donc à une empreinte carbone de la production d’électricité de 42 g CO2/kWh. En éliminant la part de l’autoconsommation des centrales électriques allemandes, les émissions de GES sont corrigées à hauteur de 208 millions de tonnes de CO2equ (contre 219 sur la base de 95 %).

[4] A noter que l’empreinte carbone du mix électrique n’est pas le critère retenu par l’Europe qui fixe des critères de développement des ENRi. Or ces ENRI s’appuient sur une grande partie des pays européens (et dans le monde) sur une forte dépendance aux énergies fossiles. Ainsi, l’amorce d’une amélioration de l’empreinte carbone peut être relativement lente et limitée, là où une politique basée sur l’empreinte carbone du mix électrique serait plus pertinente.

[5] En 2019 la production électrique en Allemagne à base de « lignite+charbon » (171 TWh en 2019), à raison d’un facteur d’émission d’environ 820 g CO2/kWh (valeur GIEC), est responsable d’environ 140 Mt CO2 et le « gaz+pétrole+divers » (116 TWh en 2019), à raison d’un facteur d’émission d’environ 490 g CO2/kWh, de 57 Mt CO2.

[6] La puissance installée du mix électrique en France et en Allemagne fera l’objet d’un prochain article à part entière dans une prochaine RGN l’hebdo.

[7] Le physico-chimiste Rainer Moormann a travaillé au Centre de recherche nucléaire de Jülich et s'est fait un nom en tant que critique de l'industrie nucléaire. L'historienne Anna Veronika Wendland travaille dans un institut de recherche de Marburg sur l'histoire comparée et le présent de la sûreté des réacteurs et mène souvent des recherches dans les centrales nucléaires. Après avoir initialement participé aux mouvements anti-nucléaires, Anna Veronika Wendland est devenue une des avocates les plus influentes en faveur de cette énergie en Allemagne. 

[8] https://www.zeit.de/2020/30/deutsche-klimastrategie-atomausstieg-co2-emi...

[9] « Arrêtez l'élimination du nucléaire ! Afin de protéger le climat du pays et la sécurité de l'approvisionnement, le gouvernement fédéral doit changer de cap ».