Utilité des énergies éolienne et photovoltaïque

Publié le 2 août 2014 par Yves Garipuy

Alors que la menace de réchauffement climatique s’amplifie, et que la raréfaction des hydrocarbures n’est plus une menace lointaine, deux énergies seulement pourraient prendre la relève des énergies fossiles: le nucléaire et le renouvelable (principalement éolien et photovoltaïque). Une expérience significative a déjà été accumulée sur ces deux énergies, et il est opportun de chercher à en tirer des enseignements.

1. Le nucléaire

La fission nucléaire représente 5% de l’énergie mondiale (à comparer au pétrole 33%, charbon 28%, gaz 21%, renouvelable 0,8%). Le nucléaire reste donc loin de pouvoir remplacer les énergies carbonées, tout en produisant quand même 6 fois plus que le renouvelable.

Mais il a trois avantages :

(1) Il est n’émet pas de CO₂.

(2) Il n’est pas intermittent

(3) il est beaucoup moins cher que le renouvelable

Cependant ses accidents avec émission de radioactivité font légitimement peur. Il convient alors d’avoir une évaluation objective du risque nucléaire, et il n’est pas inutile de rappeler les trois accidents de ce type déjà survenus dans le Monde (des réacteurs nucléaires de production d’électricité existent depuis 1954) :

(1) Three Mile Island aux Etats Unis en 1974. L’enceinte de confinement a permis d’éviter tout dommage nucléaire (aucune contamination), et un réacteur de cette centrale fonctionne toujours aujourd’hui.

(2) Tchernobyl. Cette centrale soviétique, utilisant la filière graphite-gaz aujourd’hui abandonnée, a créé en 1986 des dommages considérables, mais elle n’avait pas d’enceinte de confinement.

Aujourd’hui, toutes les centrales nucléaires existantes ou en projet comportent une enceinte de confinement. L’EPR comporte une enceinte double (pour résister à la chute d’un avion).

(3) Fukushima. Cette centrale a résisté en 2011 à un séisme de force 9 (le plus fort qu’ait connu le Japon), qui finalement a fait peu de dégâts directs, grâce aux constructions antisismiques. La centrale nucléaire s’est mise automatiquement en sécurité, comme prévu. C’est le tsunami exceptionnel (la vague a fait jusqu’à 30 mètres de hauteur) qui a causé les terribles dommages. Cette vague a noyé les groupes électrogènes de secours, ce qui a interrompu le refroidissement du cœur des réacteurs, cause de l’accident. Les dégâts humains ont été limités : pour un taux maximum admissible de 250 mSv par personne, 3 opérateurs ont eu des doses de 170 mSv et 18 de plus de 100 mSv.

A la suite de cet accident, l’Autorité de Sûreté Nucléaire française a défini des mesures de sécurité s’appliquant à toutes les centrales existantes, notamment un bunker dans chaque usine contenant les groupes électrogènes et les pompes de refroidissement de secours.

On estime que la fiabilité vis-à-vis du risque nucléaire d’une centrale nucléaire classique est la même que celle d’un barrage hydroélectrique. Elle 10 fois plus élevée pour l’EPR, et encore bien plus avec les modifications Fukushima.

2. L’éolien et le photovoltaïque (ENR)

Les ENR ont deux avantages :

(1) elles n’émettent pas de CO₂

(2) leur alimentation (soleil et vent) est illimitée et gratuite

Ces deux propriétés semblent en faire des candidates idéales au remplacement des énergies fossiles. Malheureusement, leur intermittence obère gravement leur utilisation. Leur facteur de charge (pourcentage de leur production équivalente à pleine charge) est en Europe de l’ordre de 30% : c’est le maximum de ce qu’elles pourront produire, et il faut donc qu’une autre énergie fournisse les 70% manquant. Les ENR ne peuvent donc pas être la solution pour remplacer les énergies fossiles. Et ces ENR produisent principalement à contretemps. Par exemple, les vagues de froid, qui créent un pic de consommation, correspondent à un anticyclone, avec vent faible et production éolienne quasi-nulle (la puissance éolienne varie comme le cube de la vitesse du vent). Et le photovoltaïque ne produit pas en hiver à l’heure de pointe (19h).

Cette obligation d’avoir recours à une énergie complémentaire nécessite d’installer des centrales à charbon ou nucléaires ayant la même puissance que l’ENR (en effet, lors de l’absence de la production des ENR, par une nuit sans vent par exemple, il faut que l’énergie complémentaire assure la totalité de la fourniture). Le fonctionnement à temps partiel de ces centrales complémentaires thermiques ou nucléaires induit une sous-charge, donc une perte financière. Cette perte est particulièrement élevée pour le nucléaire, dont les coûts fixes représentent 95% du prix de revient. C’est un facteur de hausse du prix de l’électricité : plus il y a d’ENR, plus le coût du nucléaire est élevé.

De plus, cette énergie complémentaire ne peut pas être arrêtée quand l’ENR produit à sa valeur maximum (ce qui n’arrive pour l’éolien que 5% du temps statistiquement, irrégulièrement répartis de surcroit), car lors de la baisse de la production de l’ENR résultant de l’affaiblissement du vent par exemple, on n’aurait pas le temps de redémarrer la centrale complémentaire. Ce qui amène parfois à avoir trop de puissance. Il faut alors exporter du courant. Mais lorsque le vent est soutenu, les pays voisins ont souvent, eux aussi, une production excédentaire. Solution actuelle : on essaie de vendre de l’énergie à un prix négatif.

L’irrégularité de ces ressources naturelles a d’autres inconvénients : pour garantir la stabilité du réseau (pour lequel, à tout moment, la production d’électricité doit être exactement égale à la consommation), il faut compenser instantanément les variations du vent ou de la nébulosité par un moyen adapté : de préférence par des variations de la centrale complémentaire. Mais quand la variation de la ressource est trop rapide, il faut faire appel à des centrales hydrauliques à lac (cas du Danemark, par exemple, qui utilise les importants moyens hydroélectriques de la Norvège), ou des turbines à gaz, ce qui augmente la consommation de gaz.

Coût de l’électricité renouvelable

L’électricité renouvelable se substitue en totalité à celle fournie par les centrales complémentaires. Si par exemple, elle se substitue à de l’énergie nucléaire (cas de la France), on économisera de l’uranium dont le coût est de 2€/MWh, à comparer au prix qu’EDF doit payer pour ces énergies (jusqu’à 200 €/MWh pour l’éolien marin).

Le surcoût des énergies renouvelables est rajouté sur les factures d’électricité, sous forme d’une taxe, la CSPE (Contribution au Service Public de l’Electricité). Prenons l’exemple des engagements du Grenelle de l’environnement, toujours en vigueur. Il est prévu que la CSPE sur l’éolien et le photovoltaïque atteigne 8 Md€ en 2020. La durée des contrats étant de 20 ans, le surcoût total des énergies éolienne et photovoltaïque prévues par le « Grenelle » sera de 160 Md€ (un montant équivalent au remplacement de tous les réacteurs nucléaires existants en France par des EPR), sans que la moindre énergie supplémentaire ait été produite. Et il ne s’agira pour ce surcoût que d’une première étape, la CSPE augmentant chaque année (l’Allemagne en est pour sa part déjà à 23 Md€ de CSPE actuellement ; et la France est très loin d’avoir saturé ses possibilités d’installation d’ENR). De 2009 à 2013 inclus, la consommation électrique de la France est restée stable à 490 TWh/an, tandis que la CSPE sur l’éolien et le photovoltaïque était multipliée par 6, atteignant 3 Md€ en 2013. Le parc de 6 GW d’éoliennes marines de la façade atlantique, dont l’achèvement est prévu en 2020, ajoutera à lui seul 2,7 Md€ à la CSPE.

En fin de leur contrat de 20 ans, les équipements éoliens et photovoltaïques sont en fin de vie. Le gaspillage est alors consommé. Il ne subsistera de ces fiascos que des enrichissements personnels.

3. L’Allemagne

Le projet allemand a été conçu de façon erronée, puisque les objectifs assignés à l’ « Energiewende » (tournant énergétique), visaient à faire passer la part de la production "renouvelable" d'électricité à 80% en 2050, alors qu’elle ne pouvait pas dépasser le facteur de charge des énergies concernées (essentiellement éolien et photovoltaïque), qui est pour l’Allemagne de 30% (33% pour la France). D’ailleurs aujourd’hui, à mi-parcours, la part du renouvelable en Allemagne est seulement de 13%. Les Verts allemands ont su convaincre les dirigeants du pays, puisque Angela Merkelavait déclaré le 29 octobre 2004, alors qu’elle était chef de la CDU et avant de devenir chancelière (hôtel Hyatt, Cologne) : « Auf die Dauer gibt es so viele Profiteure der Windenergie, dass Sie keine Mehrheiten mehr finden, um das noch einzuschränken » - à la longue, il y aura tellement de bénéficiaires de la politique en matière d’énergie éolienne qu’il deviendra impossible de trouver une majorité pour y mettre une borne.

Aujourd’hui, 10 ans après, les allemands ont bien travaillé, réalisant déjà la moitié du plan. Mais, semble-t-il, c’est déjà l’heure de la désillusion. Le vice-chancelier Sigmar Gabriel, en charge de l’énergie, est furieux : « l’Energiewende est une folie », le plan est irréalisable, nous sommes la risée du monde entier…

L’Allemagne a déjà dépensé 500 milliards d’euros (chiffre qui correspond à la redevance payée par les consommateurs particuliers, 23 Md€/an actuellement, avec une prévision de 28 Md€ en 2015, pendant une durée de 20 ans). Ces dépenses sont en ligne avec les estimations du précédent ministre de l’environnement Peter Altmaier, qui avait déclaré le 19 février 2012 au Frankfurter Allgemeine Zeitung que le coût des investissements à réaliser pour la transition énergétique d’ici 2030 était de 1000 milliards d’euros. Il faudrait y rajouter, d’après Siemens, 400 à 700 Md€, principalement pour le renforcement du réseau de transport d’électricité.

Et les résultats sont décevants:

. l’objectif de 80% d’électricité d’origine renouvelable est irréalisable

. le prix de l’électricité a déjà doublé pour les particuliers

. les ENR créent une consommation supplémentaire de gaz pour compenser les variations rapides de vent

. les ENR ne pourront produire au maximum que 30% de l’électricité. Les 70% restant seront fournis par du lignite principalement, un produit très peu écologique (dévastation des sites d’extraction, pollution thermique dû au CO₂ émis, pollution cancérigène due aux métaux lourds et aux particules fines émis par la combustion de ce charbon de mauvaise qualité). Il est même question d’importer du charbon.

. avec l’arrêt des centrales nucléaires, le taux de CO₂ va augmenter (c’est déjà le cas), contrairement aux engagements internationaux de l’Allemagne.

. la priorité donnée aux ENR quand elles produisent (il serait absurde de subventionner une énergie et de ne pas l’utiliser prioritairement) conduit à des aberrations économiques :

. les moyens complémentaires de production d’électricité ne fonctionnent pas à pleine charge, ce qui rend leur exploitation déficitaire. Leur fermeture pour raison de surcoût crée un déficit de pussance en cas de grand froid, avec un risque d’effondrement du réseau européen (pour parer cet évènement pendant l’hiver 2013-2014, il a fallu remettre en service des centrales nucléaires fermées).

. lorsque le vent souffle de façon soutenue, on doit parfois vendre l’électricité à un prix négatif

. les producteurs d’électricité allemands, naguère prospères, ont des difficulté financières actuellement (EON, a perdu 129 M€ au 3^ème trimestre 2013, et va supprimer 11000 postes d’ici 2015, et RWE a perdu 2,8 Md€ en 2013)

. les industries locales d’ENR souffrent de la concurrence chinoise, et de nombreux établissements doivent fermer.

Pour l’avenir, l’augmentation de la fourniture intermittente des ENR accroitra le besoin en turbines à gaz pour stabiliser le réseau, et elles ne fonctionneront que partiellement. Cette inactivité relative coûte très cher aux producteurs, qui demandent une aide supplémentaire de l’Etat, refusée jusqu’à présent.

Les dirigeants allemands sont au courant de la situation. Que décideront-ils ?

4. La France

Le programme électro-nucléaire français s’est réalisé de 1974 à 1980 avec la construction de 55 réacteurs de 900 MW. Ces réacteurs fournissent l’essentiel de l’électricité française. En 2013, l’origine de l’électricité a été (chiffres EDF, en %) :

Nucléaire 79,3

Hydraulique 9,3

Charbon 3,3

Gaz 1,7

Fioul 1,0

Autres 5,4 (dont éolien 2,9 et photovoltaïque 0,9)

Le programme français a été une réussite complète, reconnue dans le monde entier. La France a été le seul pays dont l’électricité était d’origine décarbonée, et aucun contre-temps important n’est survenu, tant dans la réalisation des centrales que dans leur exploitation. Aucun accident nucléaire n’est arrivé. L’électricité française était parmi une des moins chères du monde.

Tout allait bien donc, quand survint le « Grenelle de l’environnement ». Concernant l’énergie, l’objectif était de diminuer le nucléaire en augmentant le renouvelable. Pour ce dernier leur part dans l'énergie consommée devait passer de 10% (surtout de l’hydraulique) en 2006 à 23% en 2020. On peut y arriver de deux façons :

1. En rajoutant des éoliennes et panneaux solaires, sans toucher aux centrales existantes. C’est ce que l’on fait depuis le Grenelle, soit depuis 6 ans. Avec pour résultat que la part du renouvelable est passée de 10 à 15%. Mais cela nous coûte déjà 3 milliards d’euros par an de CSPE, soit, avec des contrats de 20 ans, 60 Md€. Et en extrapolant à 2020, on arriverait à 7,8 Md€/an de CSPE, soit 156 Md€ d’investissement. Mais en échange de ce prélèvement, quel est l’avantage pour les français ?

. pas une hausse de la production

. pas une diminution du CO₂ émis (puisque le nucléaire n’en émet pas)

. alors peut-être une réduction du risque nucléaire ? Ce n’est pas le cas. Car une réduction de ce risque implique l’arrêt définitif des centrales nucléaires. Si l’on se contente de réduire la production de ces centrales sans les arrêter, on ne diminue pas le risque d’accident nucléaire, tout en augmentant mécaniquement le coût du nucléaire.

Donc, on dépenserait 156 Md€ pour n’avoir rien en échange ? Où est la rationalité ?

2. En arrêtant des centrales nucléaires. C’est le plan du gouvernement, qui prévoit de supprimer un tiers des centrales nucléaires, soit 20 centrales. Plus que les allemands, qui vont fermer 17 centrales. Ce qui va quand même leur coûter, d’après leurs calculs, 1500 milliards d’euros.

Et pour aboutir à quel résultat ? Devoir remplacer par des centrales au charbon (comme en Allemagne) les centrales nucléaires supprimées (qui sont toutes nécessaires quand le renouvelable ne produit pas). En important ce charbon au prix du marché. En créant une pollution cancérigène. Et en mettant à la poubelle les objectifs de réduction du CO₂.

Et que gagnerait-on en échange de ce cauchemar ? Une sécurité contre les accidents nucléaires ? Pour que cette sécurité soit effective, il faut supprimer toutes les centrales nucléaires, comme l’Allemagne. Car si on en garde les deux-tiers, on laisse les deux-tiers de la population exposée au danger supposé. Est-ce bien démocratique ?

Conclusion

La France, dont la production d’électricité ne produit pas de CO₂, n’a vraiment aucun intérêt à installer des énergies éoliennes et photovoltaïques. Il faut que ce gaspillage soit interrompu, par la cessation du subventionnement de ces énergies renouvelables. C’est d’ailleurs la position des producteurs européens d’électricité. M. Gérard Mestrallet, PDG de GDF SUEZ et chef de file des principaux électriciens européens, a fait une déclaration explicite sur ce sujet (le 11/10/2013 à Bruxelles : « Nous demandons d'intégrer les énergies renouvelables dans le marché réel et de laisser de côté les subventions »), mais personne (aucune personnalité, aucun média) ne l’a commentée ou simplement évoquée, et le gouvernement n’a pas même eu la correction de répondre à cette demande de l’un des principaux industriels de France. En somme, producteurs et consommateurs d’électricité sont d’accord pour arrêter ce gaspillage, mais le gouvernement n’en a cure, il poursuit et amplifie sa gabegie, sans donner aucune explication. Quelles raisons se cachent derrière cette apparente indifférence ? Probablement de gros intérêts matériels, et de petits calculs électoraux. De plus, les partisans du renouvelable (un concept séduisant en apparence… en oubliant l’intermittence !) sont largement majoritaires dans tous les milieux. L’intox écologiste a remarquablement fonctionné, encouragée par les candidats à la Présidence de la République en 2007, qui ont fait publiquement allégeance à un gourou incompétent.