Technologies, défis et perspectives du tournant énergétique Allemand, par JC PERRAUDIN, Conseiller énergie nucléaire et énergies alternatives, Ambassade de France à Berlin.
1. Le tournant énergétique allemand :
technologies, défis, perspectives
Jean-Claude Perraudin
Conseiller énergie atomique et énergies alternatives
Ambassade de France en Allemagne
Marcoule, le 30 mai 2013
Les Amis du Visiatome
Section LR-VR de la SFEN
30 mai 2013
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2. Le contexte français
Le débat sur la transition énergétique
•
Objectifs
–
–
–
•
Réponses à apporter
–
–
–
–
–
•
L’excellence environnementale
Privilégier la sobriété et l’efficacité énergétique
S’inscrire dans les cadres communautaires et internationaux
Quelle énergie en France dans 10, 20, 30 et 40 ans ?
Quels sont les investissements nécessaires ?
Comment développer les renouvelables ?
Comment optimiser notre consommation ?
Comment utiliser au mieux l’énergie disponible ?
Calendrier
–
–
–
–
Janvier/février : pédagogie et information
Mars/juin
: participation et concertation
Juillet
: synthèse des avis et des recommandations
Automne
: Présentation du projet de loi au parlement (loi EEG en 2014?)
http://www.transition-energetique.gouv.fr/
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4. L’ « Energiewende » : les origines
•
Lancement dans les années 2000 par la coalition SPD/Verts
– Erneuerbare Energien Gesetz (EEG, 2000) :
Promotion des énergies renouvelables
• Tarif de rachat des EnR garanti sur 20 ans
• Priorité aux EnR sur le réseau
– Atomausstieg (2002)
Programmation de la sortie du nucléaire
• Limitation de la durée totale d’exploitation des centrales
• Souplesse dans l’utilisation des quotas de production alloués
•
Accueil plutôt favorable
– des énergéticiens (visibilité)
– des industriels des renouvelables (perspectives industrielles)
– de l’opinion publique (fin d’une scission historique)
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5. Des décisions contradictoires
•
Une mise en œuvre complexe et contestable
– Charges lourdes reposant sur le consommateur
– Exemption des charges supplémentaires pour l’industrie
– Rééquilibrage progressif des tarifs de rachat du fait du succès
•
L’ « Energiekonzept 2050 » (Gouvernement CSU/CDU, 2009)
– Allongement de la durée d’exploitation des centrales
– Lourdes taxes sur la production et les combustibles nucléaires
(donnait du temps, de l’argent et de l’énergie avant les renouvelables)
•
L’après Fukushima (décisions de mars 2011 puis loi d’août 2011) :
– Arrêt définitif de 8 centrales
– Arrêt des 9 restantes programmé au plus tard en 2022
– Mise en œuvre d’un paquet énergie-climat d’accompagnement
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6. La loi d’août 2011:
le paquet énergie-climat d’accompagnement
Orientations-cadre
– Développement accru des renouvelables
– Intégration au marché
– Construction de centrales à gaz et au charbon
– Développement et planification fédérale des réseaux
– Compensations pour les industries électro-intensives
– Renforcement de l’efficacité énergétique
– Objectif de ne pas augmenter les importations
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7. La loi d’août 2011:
des objectifs chiffrés
•
EnR dans la production électrique :
35% en 2020 et 80% en 2050
•
Consommation d’électricité (/2008) :
- 10% en 2020 et – 25% en 2050
•
Consommation d’énergie primaire :
- 50% en 2050
•
Baisse des émissions de gaz à effet de serre (/1990) :
- 40% en 2020 et - 80/95% en 2050
•
Facteurs importants à considérer
Fermeture des usines de la DDR (GES)
Taux de natalité très bas (consommation)
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8. Un bilan contesté
•
Un développement exceptionnel des EnR (+1%/an depuis 2000)
– Eolien
– Photovoltaïque
– Biomasse
•
Des retards et des difficultés techniques importants
– Construction des réseaux électriques (coûts, acceptation du public)
– Fonctionnement des centrales thermiques (manque de rentabilité)
– Stockage de l’énergie (incompatibilité des calendriers)
•
Des inquiétudes ouvertement exprimées
(Industries électro-intensives, énergéticiens, défenseurs de
l’environnement, citoyens, classe politique, gouvernement, …)
•
Causes potentielles d’un échec :
– Black-out électrique
– Impossibilité d’atteindre les objectifs européens d’émissions de CO2
– Délocalisations ou faillites des entreprises allemandes
– Coûts de l’électricité insupportables (précarité énergétique)
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11. La structure de l’Energiewende
•
•
Des technologies de gestion de l’électricité
•
Des technologies d’accompagnement
•
La gestion de la fin du nucléaire
•
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Des technologies de production d’électricité
La recherche énergétique
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12. 1 – Les technologies de
production de l’électricité
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15. Le solaire photovoltaïque
• Un rendement diversifié (12% en moyenne en Allemagne)
• Un essor impressionnant (grâce au soutien de l’Etat)
• Un échec cuisant de l’industrie allemande, concurrencée par la Chine
(faillites de Q-Cell, Solon, SolarHybrid, …)
• Des implantations record en 2012 (7,6 GW portant le parc à 32 GW),
profitant en grande partie aux constructeurs chinois
• Action de EU ProSun, groupement de fabricants européens de panneaux :
ouverture par la Commission européenne d’une enquête antidumping sur les
importations de panneaux originaires de Chine
• Présence en Chine d’industriels allemands de machines de fabrication
Lieberose (Brandebourg),
un des plus gros parcs
allemands : 162 ha,
puissance de 52,79 MW
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http://www.solarpark-lieberose.de/bilder/images/NR0_0405_thumb.JPG
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16. La compensation de l’intermittence des EnR
Centrales à gaz
• Indispensables à la réussite de l’ « Energiewende » pour compenser
l’intermittence des EnR (réaction rapide)
• Faible rentabilité du fait de la priorité donnée aux EnR
• Durée de vie face aux irrégularités de fonctionnement
• Refus de principe du gouvernement pour les subventions demandées
• Première exception pour éviter une fermeture
– La centrale d’E.ON Irsching 4-5 (Bavière)
– Meilleur rendement au monde : > 60%, mais non rentable (1/3 temps)
– Tennet gèrera la centrale jusqu’en 2016, pour éviter la fermeture.
– Assurera la stabilité du réseau après la fermeture de la centrale
nucléaire de Grafenrheinfeld en 2015
– Coûts reportés par les consommateurs via la redevance réseau.
Centrales au charbon
– Moins de souplesse de réaction
– Coûts de maintenance plus faibles
– Baisse du prix du charbon (concurrence du gaz de schiste)
– Faible coût de la tonne de CO2
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17. 2 – Les technologies
de gestion de l’électricité
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18. La gestion de l’électricité
•
Le défaut des EnR
– Produire de l’électricité quand et où on n’en a pas besoin
• Mettre en péril les réseaux voisins (République Tchèque)
• Abaisser localement les prix et déstabiliser le marché local
(Hollande)
• Créer des prix de l’électricité négatifs
– Ne pas la produire quand et où on en a besoin
• Risque de manque et de black-out
• Risque de tension sur les prix
• Risque de délocalisation des entreprises
•
Des solutions existent
– Des centrales de substitution (gaz, charbon)
• Coûts importants
• Fonctionnements irréguliers et peu nombreux
• Emissions de CO2
– Stocker l’électricité produite en excès et la restituer suivant le besoin
• Solution éprouvée mais limitée (ex : pompage turbinage)
• Passer à un niveau industriel des nouvelles solutions
• Intérêt d’une gestion locale
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19. Les réseaux
•
Nécessité de lignes à haut débit nord-sud
– Fermeture des centrales nucléaires du sud
– Ouverture des parcs éoliens offshore au nord
•
Cadre législatif
– Loi Nabeg (2011) : renoncement des Länder à une partie de leur pouvoir
– Renforcement du rôle de la Bundesnetzagentur
• Planification des réseaux sur 10 ans obligatoire chaque année (NEP)
• Etude des impacts environnementaux (SUP)
• Communication auprès du public
– Plan fédéral soumis au parlement tous les 3 ans (projets alors prioritaires,
procédures d’autorisation accélérées)
•
Plan de développement des réseaux (mai 2012) : d’ici 2020,
• 4400 km de remise à niveau
• 3800 km de nouvelles lignes à haute tension (sousterraines ?)
• 20 Md€ (hors coût raccordement des parcs offshore)
•
Grosses difficultés de développement
– Financements
– Acceptation du public (campagne d’information du BMWi)
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20. Le stockage de l’énergie
•
Technologies émergentes
– Production d’hydrogène par électrolyse lors des pics de
production par les renouvelables
• Utilisé directement pour les transports
• Produit de l’électricité via des piles à combustible
• Injecté dans le réseau de gaz tel quel ou sous forme de
méthane par recombinaison avec du CO2 (Power-to-gas)
– Stockage dans des batteries
(modules dédiés, véhicules électriques, voire habitat)
géré via des réseaux intelligents
Aide prévue récemment
•
Autres
– Pompage-turbinage (hydraulique)
(accords avec pays limitrophes : Suisse, Autriche, Norvège)
– Stockage adiabatique par air comprimé (Basse-Saxe)
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21. Les systèmes intelligents
•
•
•
•
Nécessaires à une synchronisation de l'offre et la demande en énergie
Se déclinent sous plusieurs aspects :
– Réseaux intelligents : optimisent la production, le stockage, la distribution et la
consommation d’énergie via des technologies informatiques reliées aux réseaux
énergétiques.
Technologies déjà présentes dans les réseaux de transport.
– Compteurs intelligents : intégrés dans l’habitat sous la forme de « smart
homes », ils permettent d'optimiser la consommation d'énergie.
• Obligation d'installation pour les bâtiments neufs et en rénovation lorsque le
besoin annuel des consommateurs dépasse 6.000 kWh.
• Obligation d’installation dans les parcs photovoltaïques et les centrales à
cogénération dont la puissance dépasse 7 kW
Ces cas représentent 13% des 48 millions de points de mesure.
Analyse coûts-bénéfices du gouvernement pour déterminer des cas
supplémentaires d'installation obligatoire
Place importante de la protection des données et de la cyber-sécurité
Soutien à la recherche : E-Energy, 6 régions modèles, 140 M€ sur 2008-2013.
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22. 3 – Les technologies
d’accompagnement
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23. L’efficacité énergétique et les économies d’énergie
•
L’efficacité thermique des bâtiments
– Certificat énergétique obligatoire lors de la construction, la rénovation
ou l’agrandissement de bâtiments
– Fonds d’incitation pour les particuliers (500 M€)
– Incitations fiscales pour les entreprises
– Objectif 2050 : bâtiments climatiquement neutres.
•
Les économies d’énergie
– Loi sur les économies d’énergies (EnEG) :
Adoptée en 2005, amendée en 2009, en cours de refonte.
– Amendement du règlement d’économies d’énergies (EnEV) :
Augmentation en 2014 et 2016 des standards minimaux d’efficacité
pour bâtiments neufs
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24. La capture et le stockage du CO2 (CCS)
• Permet de rendre « propre » la production d’électricité à partir des énergies fossiles
• Grandes compétences en Allemagne (fonds européens)
• La loi de 2012 (tardive) permet à un Land de refuser un stockage mais permet la
poursuite (limitée) des recherches
• Forte opposition du public (id. nucléaire)
• Avenir incertain (déclaration de Peter Altmaier)
• Doutes du commissaire Oettinger la capacité de l’Allemagne à atteindre ses objectifs
d’émissions de CO2 si elle refuse le CCS
Démonstrateur pilote sur la
centrale à charbon Vattenfall de
Schwarze Pumpe
(Brandebourg)
Vattenfall
http://www.sitester.com/style/Sitesterlager50px.gif
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25. Les transports : l’électromobilité
• Peu d’enthousiasme initial des parties concernées
(constructeurs, utilisateurs, groupes écologistes)
• Fort soutien du gouvernement et des instituts de recherche (2 Md€ ?)
• Intérêt dans le cas d’un mix décarboné et à l’export
• Débuts avec l’hydrogène (2006), puis véhicules à batteries (2009).
• L’hydrogène est aujourd’hui la solution favorite pour le véhicule « standard »
• La mobilité à batteries réservée à des niches spécifiques (flottes urbaines, partage, …)
• Echec commercial en 2011 et 2012 : 6400 véhicules en service
• L’objectif de 1 million de véhicules en 2020 est revu à la baisse et devient global
(batteries + piles à combustible + hybrides rechargeables ou non)
Lancement des projets « Schaufenster
Elektromobilität » (Bavière , Saxe), ici avec Audi
http://www.elektromobilitaet-verbindet.de/img/home-schaufenster-schaufenster_elektromobilitaet_verbindet1_rdax_800x533.JPG
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26. Les transports : les biocarburants
•
5,5% de la consommation des carburants en Allemagne (2011)
•
Trois technologies
– 1ère génération : les plantes alimentaires
(concurrence avec terres alimentaires, inadaptation à certains moteurs, mauvais
bilan carbone, prudence de l’UE)
– 2ème génération : à partir de déchets végétaux
(soutenus par les secteurs automobile et aérien, au stade de la R&D)
– 3ème génération : les algues
(prometteur, mais technologies non abouties, et encore trop coûteuses,
problèmes d’acceptation et juridiques)
Champ de colza, principale
matière première du biodiésel
allemand
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d5/Rapsfeld_2007.jpg
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27. 4 – La gestion de la fin du nucléaire
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29. Les déchets nucléaires
•
Déchets de haute activité (HA) :
– Loi de 2002 : aucun transport de déchets HA produit après 2005, sauf pour un
stockage définitif (obligation de stocker les déchets sur place)
– Mai 2013 : accord entre Bund et Länder sur un projet de loi dont l’adoption est
prévue en juillet 2013 établissant les procédures de choix du futur site de
stockage définitif.
• Un comité de 24 membres devra définir les critères du futur site
• Des recherches seront menées ailleurs qu’à Gorleben (Basse-Saxe), très critiqué pour
des questions techniques et d’acceptation du public, et qui est mis sous moratoire.
• Choix du site reporté à 2031 pour une ouverture vers 2040.
•
Déchets de faible et moyenne activité (FMA) :
– Stockage dans l’ancienne mine de fer de Konrad (Basse-Saxe), mais retard de
construction.
– Catastrophe écologique possible autour du site d’Asse (Basse-Saxe)
(Risques d’effondrement, pollution de la nappe phréatique, …)
Initiative de P.Altmaier pour faciliter la récupération des fûts (2 Md€).
•
Un sujet hautement politique évacué à l’approche des élections de l’automne 2013
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30. Le site de Gorleben
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32. Les démantèlements
• Grande expérience (centrales issues de l’Allemagne de l’Est)
• Les fonds existent (coûts à la charge des exploitants).
– 30,5 Md€ provisionnés en décembre 2010
– dont 16,7 Md€ pour le démantèlement des installations
– dont 13,8 Md€ pour la gestion des déchets
• L’option de démantèlement immédiat est généralement privilégiée
• Potentiel insuffisant si celle-ci est retenue pour les 17 centrales arrêtées
en 2011 (marchés à saisir)
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33. 5 – La recherche énergétique
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34. L’organisation de la recherche
•
Contributeurs financiers
– Etat fédéral
– Länder
– Entreprises
•
Soutiens
– Financiers
(pour démonstrateurs, équipements, création d’entreprises innovantes, aides au
développement, crédit d’impôt, …)
– Collaboratifs
(accords amonts instituts publics/industriels, accès aux résultats de le recherche
publique, synergie via des réseaux aux niveaux fédéral, régional voire local)
– A l’export
(préparation des marchés, présence en amont dans les pays ciblés)
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35. Le financement fédéral de la recherche énergétique
•
Le programme-cadre 2011-2014
Volet recherche du paquet énergie présenté le 6 juin 2011 axé sur :
- les technologies EnR
- l’efficacité énergétique
- le nucléaire (dans l’optique de son arrêt)
Budget : 3,5 Md€ (+75% par rapport à 2006-2009)
–
Financement direct des projets : 2,24 Md€
–
Salaires
: 1,22 Md€
•
Quatre ministères impliqués sur ce budget (BMWi, BMBF, BMU, BMELV)
•
Un ministère associé (BMVBS – Transports et développement urbain)
–
•
Programme NIP (hydrogène et pile à combustible) doté de 1,4 Md€ pour 2008-20016
Des initiatives à vocation transverse
–
« Stockage de l’énergie » lancée en 2011 (200 M€)
–
« Réseaux électriques du futur » lancée en 2013 (150 M€)
–
Plateforme nationale « transition énergétique » lancée en mars 2013 par Mme Wanka
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36. Les ministères impliqués
•
Ministère fédéral de l’Economie et de la Technologie (BMWi)
–
–
Responsabilité du suivi et de la mise en œuvre du programme-cadre
–
•
Budget 2011-2014 pour les projets : 901 M€
7 thématiques subventionnées + 3 thématiques de soutien
Ministère fédéral de l’Education et de la Recherche (BMBF)
–
–
Technologies énergétiques et utilisation efficace de l’énergie
–
•
Budget 2011-2014 pour les projets : 358 M€
Technologies de l’environnement et durabilité
Ministère de l’Environnement, de la Protection de la nature et de la Sûreté
nucléaire (BMU)
–
–
•
Budget 2011-2014 pour les projets : 795 M€
10 axes technologiques + un programme d’incitation à l’utilisation des EnR
Ministère de l’Alimentation, de l’Agriculture et de la Protection des
consommateurs (BMELV)
–
Budget 2011-2014 pour les projets : 182 M€
–
Thématique énergie : biomasse et biocarburants
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37. Situation à la mi-2013
•
Stratégie énergétique allemande
– Développement impressionnant des ENR
– Difficultés techniques pour les technologies d’accompagnement
– Difficultés économiques potentielles pour l’industrie allemande
– Forts risques de non atteinte des objectifs européens d’émissions de CO2
– Calendrier d’arrêt des centrales nucléaires définitif
– Gestion complexe des déchets et des démantèlements nucléaires
– Prise de conscience des risques du pari
– Dimension politique (élections de l’automne 2013)
•
Quatre impératifs techniques
– Développement du réseau électrique
– Stockage de l’énergie
– Mise en place des systèmes intelligents
– Augmentation de l’efficacité énergétique dans les bâtiments
•
L’acceptation du public (coûts + infrastructures) est devenue le principal obstacle à
la transition énergétique
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39. L’ « Energiewende » : échec ou succès ?
Les certitudes
L’arrêt du nucléaire
Un parc EnR exceptionnel
L’augmentation du prix de l’électricité
L’augmentation (au minimum temporaire) des émissions de CO2
Les incertitudes (les clefs du succès)
Le déploiement des réseaux électriques
L’agenda des capacités de stockage
L’impact de l’efficacité énergétique
La lutte contre la précarité énergétique
L’adoption d’une nouvelle loi EEG
« Vous, les Allemands, avez bien de la chance : vous avez des voisins…
Nous pas »
Un japonais anonyme (mais réel)
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