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vers la page d'accueil Page écrite le 24 décembre 2022, complétée le 31 décembre Résultats Conclusion En 2035, il serait possible de produire l'électricité avec peu d'émission de CO2 sans éoliennes sur terre. Il appartient aux institutions publiques d'en informer clairement les politiques. En 2070 : les éoliennes sur terre ne paraissent pas nécessaires. En 2050 : au lieu de vouloir produire l'électricité sans émettre de CO2, il serait possible de n'avoir pas plus d'éoliennes qu'aujourd'hui et de financer des investissements en Afrique pour y éviter autant d'émissions que ce qui sera encore émis depuis la France pour produire de l'élecricité. Les émissions totales et les dépenses françaises seraient le mêmes ; les effets négatifs de la production d'électricité seraient moindes et en France et en Afrique. |
A-t-on
vraiment besoin d'éoliennes sur terre ?
Il s'agit ici de poser la question de l'éolien sur terre en France et de proposer une réponse en ouvrant la perspective de 2035 à 2070 et en l'élargissant au monde entier, car le CO2 ignore les frontières. Voir aussi la note brève : Avons-nous vraiment besoin d'éoliennes sur terre ? D'autres réponses sont possibles, certes. Elles peuvent être recherchées avec le logiciel de simulation SimelSP3 publié sur ce site. A la fin de l'année 2022
et au début de l'année 2023, la question fait l'objet de
débats intenses au Parlement.
Le redémarrage du nucléaire a pris tellement de retard, que l'on peut juger inévitable de multiplier le nombre d'éoliennes sur terre. Certains s'en réjouissent au motif que nous "rattraperions notre retard" en matière d'énergie renouvelable, l'argument qui pousse les moutons de Panurge à se rapprocher autant que possile du mouton de tête ou même à le dépasser. Je me suis donc demandé si l'on avait réellement besoin d'éolien sur terre. La réponse dépend de l'échéance : 2035, 2050 ou 2070. Les hypothèses elles sont toutes présentées dans les documents indiqués ci-dessous La consommation d'électricité (avant les pertes en ligne) En 2035 : 606 TWh, dont 50 TWh pour produire de l'hydrogène ; c'est en haut de la fourchette des hypothèses faites en décembre 2022 par RTE En 2050 : 800 TWh, dont 100 TWh pour produire de l'hydrogène ; là où RTE dans son études "les futurs énergétiques" envisage une fourchette de 550 à 750 TWh En 2070 : 870 TWh, dont 100 TWh pour produire de l'hydrogène ; presqu'un doublement de la consommation actuelle. La production A partir d'hydraulique : 61 TWh/an ; à partir de biomasse solide : 10 TWh et à partir de biométhane : 20 TWh. Pour l'éolien et le
photovoltaïque en 2035, les hypothèses retenues ici se
réfèrent à la situation actuelle, aux valeurs
retenues par la PPE
(programmation puriannuelle de l'énergie) et à ce que RTE
comprend du
discours tenu à Belfort par le président de la
République.
La capacité photovoltaïque : 30 GW, contre 10 GW
aujourd'hui ou 70 GW selon la PPE et le "discours de Belfort", La capacité de l'éolien en mer : en 2035, 10 GW, conte 0 GW aujourd'hui, 9 GW selon la PPE et 15 GW selon le "discours de Belfort". En 2050
et 2070 : je fais l'hypothèse que la capacité de
l'éolien en mer sera de 32 GW. Dans son étude
"futurs énergétiques 2050", RTE retient
l'hypothèse de 37 GW pour son scénario N2, et 25 GW dans
le scénario N03.
La capacité nucléaire : en 2070, 95 GW, après remplacement nombre pour nombre des réacteurs actuels ; en 2035 : 63 GW ou 59 GW après avoir prolongé la durée de vie des réacteurs dans la limite de leur sûreté de fonctionnement ; les possibilités de production seraient alors de 450 TWh ou 413 TWh. en 2050 : 65 GW : RTE n'a pas étudié de scénario où la capacité nucléaire en 2050 serait supérieure à 45 GW au motif que "l'industrie nucléaire" a estimé que, dans son état actuel, elle ne pourrait pas faire en sorte que la capacité soit supérieures à 45 GW. Depuis, les entrepises concernées font valoir que, si l'Etat met en oeuvre une politique déterminée (en particulier des objectifs fiables sur la longue durée, des moyens de formation conséquents et des financements adaptés au nucléaire), la capacité nucléaire pourrait être largement supérieure à 45 GW. Dans la version de ses "futurs énergétiques" soumise par RTE à consultation publique en mars 2021, le scénario N0 suppose que la durée de vie des réacteurs est de 60 ans ; alors la capacité des réacteurs existant aujourd'hui sera en 2050 de 30 GW. Selon le scénario N3, la capacité des réacteurs nouveaux serait de 40 GW. En combinant ces hypothèses, la capacité nucléaire serait en 2050 de 70 GW. Je suppose ici qu'elle sera de 65 GW. La production d'hydrogène L'hydrogène peut être produit ou bien àpuissance constante sauf effacement lorsqu'il faut faire appel aux moyens de production de pointe ("en base moins la ointe"), ou bien sur les possibilités de production qui dépassent les besoins de consommation finale. La simulation permet de touver la méthde la moins coûteuse ; c'est en général une production "en base moins la pointe" ; mais c'est "sur excédents" dans le cas "année 2050, sans émissions de CO2". Résultats, avec les hypothèses ci-dessus Pour l'échéance 2070, il serait possible de répondre à la demande sans émissions de CO2 sans avoir besoin d'éoliennes sur terre : voir ici pour 2070 Pour l'échéance 2035, il serait possible de répondre à la demande sans éoliennes sur terre avec peu d'émissions de CO2 : la production à partir d'énergie fossile serait de 38 TWh si la capacité nucléaire est 59 GW ; elle serait de 22 TWh si la capacité nucléaire est 63 GW : voir ici pour 2035 Avec la même capacité éolienne qu'aujourd'hui, soit 20 GW, avec 59 GW nucléaire la production à partir d'énergie fossile serait de 15 TWh. Ainsi, 20 GW d'éoliennes éviteraient seulement 23 TWh d'électricité produite à partir de gaz fossile, soit l'émission de 11 MtCO2/an. Pour l'échance 2050, avec plus ou moins d'éoliennes sur terre Voir ici pour 2050 sans éoliennes sur terre ; ici pour 2050 avec 20 GW d'éoliennes sur terre ; ici pour 2050 avec 70 GW d'éoliennes sur terre Sans éoliennes sur terre, il faudrait produire 99 TWh d'électricité avec du gaz fossile ; les émissions seraient de 45 MtCO2/an. Avec les mêmes capacités d'éoliennes sur terre qu'aujourd'hui (20 GW), la simulation montre que les 100 TWh consommés par l'électolyse seront prélevés intégralement sur le réseau "en base moins la pointe". Pour éviter toute émission de CO2, il faudrait plus d'éoliennes sur terre, ce qui augmenterait les possibilités de production excédentaires. La situation est alors très différente de celle où la capacité des éoliennes sur terre est de 20 GW. La simulation montre que la solution la moins coûteuse serait de produire l'hydrogène seulement "sur excédents". La capacité des éoliennes sur terre serait de 70 GW. La capacité de l'électrolyse serait de 24 GW. Dans cette simulation le
rendement de l'électrolyse "en base
moins la pointe" ou "sur excédents" est le même alors
qu'il est probable que le rendement est moins bon lorsque
l'alimentation est variable.
Nous avons donc trois jeux d'hypothèses ; il est possible de comparer les dépenses totales de production d'électricité et d'hydrogène capacité
d'éoliennes sur terre : 0 GW ; émissions
de CO2 : 45 Mt/CO2/an ; dépenses totales : 59 606 M€/an
capacité d'éoliennes sur terre : 20 GW ; émissions de CO2 : 30 MtCO2/an ; dépenses totales : 60 148 M€/an capacité d'éoliennes sur terre : 70 GW ; émissions de CO2 : 0 MtCO2/an ; dépenses totales : 61 652 M€/an Avec ces hypothèses il faudrait donc dépenser 1500 M€ pour éviter l'émission de 30 MtCO2. Le coût du CO2 évité semble donc être de 50 €/tCO2, ce qui peut paraître peu. En réalité, il faut y ajouter les effets économiques indirects des éoliennes sur l'attractivité touristique des régions françaises et sur la valeur des biens et aussi - et surtout- les effets sur la qualité des relations sociales dans le milieu rural entre ceux qui, d'une façon ou de l'autre, sont concernés par la présence de ces éoliennes. De plus comme je le développe par ailleurs, pour diminuer les émissions mondiales de CO2, il y a beaucoup mieux à faire que de chercher à être "neutre en carbone" avant les autres. Quoi qu'il en soit, pour 2035, il serait possible de produire de l'électricité avec peu d'émissions de CO2 et sans éoliennes sur terre. Une capacité égale à celle des éoliennes qui fonctionnent aujourd'hui (20 GW) éviterait l'émission de 11 Mt/CO2 par an. Cette question ne doit pas en cacher une autre, fort importante. Le besoin de capacité de production à partir de gaz, en GW, permettant de répondre à tout moment à la demande dépend d'aléas non prévisibles : les aléas climatiques, notamment les pointes de froid, et les aléas techniques. Les éoliennes ne couvrent pas ce risque. Il faut pour s'en prémunir des capacités de production à partir de gaz. Avec une profil horaire de consommation semblable à celui d'une année moyenne, le besoin de capacité de production à partir de gaz serait en 2035, avec nos hypothèses, de 22 GW. Si les profils horaires de consommation et d'activité éolienne étaient semblables à ceux de l'année 2012 (avec peu de vent au moment d'une forte pointe de consommation), le besoin serait de 31 GW. Conclusion Avec les hypothèses retenues dans cette étude, - En 2035, si la capacité d'éoliennes en mer est de 10 GW, nous n'aurons pas besoin d'éoliennes sur terre ; et, quelle que soit la capacité des éoliennes, nous n'aurons pas besoin d'importer d'électricité lorsque notre pays et les pays voisins en auront le plus besoin si nous avons 30 GW de capacité de production à partir de gaz. Le maintien de la capacité actuelle ou l'implantation de nouvelles éoliennes ne sont pas des questions techniques : ce sont des questions qui relèvent intégralement de la décision politique. - En 2070, en remplaçant nombre pour nombre les réacteurs nucléaires actuels par d'autres plus puissants, le parc ce production pourra répondre à la deande sans éoliennes sur terre. - En 2050, si la capacité des éoliennes est la même qu'aujourd'hui, la production d'électricité émettra 30 MtCO2/an ; les dépenses seront inférieures de 1,5 milliards d'euros par an à ce qu'elles seraient sans émissions de CO2, avec trois à quatre fois plus d'éoliennes sur terre. Cette somme de 1,5 milliards d'euros par an pourrait éviter dans quelques pays d'Afrique l'émission de plus de 30 MtCO2/an. Or, avec 1,5 milliards d'euros par an, il serait possible d'apporter une aide déterminante dans des pays d'Afrique pour financer des moyens de production d'électricité sans émissions de CO2 qui, comparés aux moyens dont le coût d'investissement est moins élevé (centrales à gaz, centrales à charbon ou groupes électrogènes), éviteraient l'émission de plus de 30 MtCO2 par an. Les effets externes négatifs de ces moyens, notamment des réseaux locaux photovoltaïques et, plus tard, une productoin nucléaire adaptée à ces pays, seront mindres que ceux des moyens auxquels ils se substitueront. Voir à ce propos sur cette page eurmonde.html des liens vers deux articles parus dans la Revue de l'énergie : Pour une stratégie bas carbone menées conjointement avec des pays africains et La neutralité carbone sans trop de dépenses ni de contraintes |
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