RAPPORT | Novembre 2021
Les coûts actuels des énergies électriques bas-carbone
Analyse des différents coûts actuels des moyens de production nucléaire, éolien et photovoltaïque et de leur impact sur le réseau.
Greenpeace est une organisation internationale qui agit selon les principes de non-violence pour protéger l’environnement et la biodiversité et promouvoir la paix. Elle est indépendante de tout pouvoir économique et politique et s’appuie sur un mouvement citoyen engagé pour construire un monde durable et équitable.
L’Institut Rousseau est un laboratoire d’idées indépendant, attaché à la reconstruction écologique, sociale et démocratique de nos sociétés.
Il rassemble des intellectuels, des chercheurs, des hauts fonctionnaires et des travailleurs du privé ou du public. Son objectif est de produire des propositions de politiques publiques innovantes, ambitieuses et opérationnelles.
Greenpeace France et l’Institut Rousseau tiennent à remercier différents acteurs associatifs pour leurs retours précieux et leurs conseils avisés : particulièrement Yves Marignac de l’association négaWatt ainsi qu’Alain Grandjean et les équipes de la Fondation Nicolas Hulot.
Contact presse Greenpeace Guillaumine Lickel, guillaumine.lickel@greenpeace.org, 06 73 89 48 90
Contact presse Institut Rousseau Oriane Wegner, oriane.wegner@institut-rousseau.fr, 06 59 57 32 89
Contact éditorial Morgane Gonon, morgane.gonon@institut-rousseau.fr, 06 33 12 10 58
Résumé exécutif
La France est actuellement à un tournant de son avenir énergétique avec un choix crucial pour son futur mix électrique : par quoi remplacer les 56 réacteurs nucléaires du pays après leur fermeture dans les décennies qui arrivent ? S’il est certain qu’il faudra quoi qu’il arrive accélérer le développement des énergies renouvelables éoliennes et photovoltaïques, la question se pose pour le nucléaire : faut-il ou non construire de nouveaux réacteurs nucléaires en France ou faut-il progressivement aller vers un mix 100 % renouvelables ?
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pour éclairer ce débat sur l’avenir énergétique du pays dans un contexte électoral particulier. Le rapport RTE Futurs énergétiques 2050 se focalise sur la trajectoire électrique alors que le scénario négaWatt 2022 et les scénarios de l’Ademe Prospectives, énergies, ressources 2050 proposent une vision de la transition sur l’ensemble du système énergétique vers la neutralité carbone en 2050.
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choix : nucléaire existant, nucléaire en construction avec l’EPR de Flamanville, éolien terrestre et posé en mer, photovoltaïque au sol, sur ombrières ou grandes toitures ainsi que sur le segment résidentiel. Cette grille de lecture repose sur le calcul du coût courant économique, tel qu’utilisé par la Cour des comptes pour calculer le coût de production de l'électricité nucléaire.
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méthodologie et un périmètre d’analyse communs pour ces différentes technologies. En outre, les chiffres utilisés proviennent tous de sources publiques les plus récentes possibles. Dans le cas du nucléaire, les données d’EDF ont été privilégiées et ont été complétées par des données d’autres sources, essentiellement celles de RTE ou de la Cour des comptes.
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Il résulte de cette étude que les renouvelables les plus compétitives, photovoltaïque en centrale au sol ou sur grandes toitures et éolien terrestre, présentent aujourd’hui un coût courant économique moyen de 5 % à 30 % inférieur à celui du nucléaire existant, celui de l’éolien posé en mer restant légèrement supérieur (moins de 15 %). Toutes ces options ont un coût courant économique moyen au moins deux fois moins élevé que celui de l’EPR de Flamanville, qui se situe au même niveau que celui du photovoltaïque résidentiel.
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Malgré les nombreuses variables et incertitudes à prendre en compte, le coût complet d’un tel système à l’horizon 2050 ou 2060 n’apparaît pas d’un ordre de grandeur différent de celui d’un système électrique reposant sur un mix d’énergies renouvelables et de nucléaire.
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Dès lors, il est indispensable que ce sujet puisse être débattu dans un cadre véritablement démocratique, en prenant le temps
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discutées sur la base d’une comparaison économique aussi équitable que possible, éclairant leurs coûts directs et leurs coûts indirects, ce qui est l’objet du présent rapport. Cette comparaison, pour être complète, doit intégrer d’autres critères, notamment des aspects environnementaux (matières premières, biodiversité, artificialisation des sols, ressource en eau, production et gestion des déchets...) et sociaux (création d’emplois, santé publique, retombées économiques, implication des différents territoires...) qui ne sont pas abordés ici.
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obtenir le CCE par MWh.
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le CCE plus adapté que le Levelized Cost Of Energy (LCOE) ou coût complet actualisé de l’énergie.
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Du rapport RTE/ Agence internationale de l'énergie (AIE), il ressort l’existence de “quatre ensembles de conditions strictes, qui devront être remplies pour permettre, sur le plan technique et avec une sécurité d’approvisionnement assurée, l’intégration d’une proportion très élevée d’énergies renouvelables dans un système électrique de grande échelle comme celui de la France” : le maintien de la stabilité du système électrique, l’assurance d’une adéquation permanente entre production et consommation électrique, l’existence de réserves opérationnelles adaptées en volume au mix électrique considéré et l’adaptation du réseau électrique.
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Seule une vision globale sur un ensemble de critères permettra aux citoyens, à l’ensemble des organisations concernées et aux personnalités politiques de débattre sereinement de l’avenir du mix électrique français et de prendre des décisions en toute connaissance de cause.
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le maintien du signal électrique à la fréquence de 50 Hertz, et le développement de dispositifs techniques pour remplacer ou imiter l’apport à la stabilisation du réseau aujourd’hui fournie par l’inertie des machines tournantes des centrales électriques.
Au moins deux options sont envisageables pour reproduire cet effet. La première
consiste simplement à utiliser des compensateurs synchrones, c’est-à-dire des
moteurs synchrones tournant à vide sur le réseau, sans production de puissance.
Pour cela, il est possible de réutiliser les machines tournantes des centrales
conventionnelles mais donc à vide. Il s’agit d’une solution mature ... La deuxième option consiste à modifier le fonctionnement actuel d’opérations de l’électronique de puissance des parcs éolien et photovoltaïque ... sans machines tournantes en modifiant le fonctionnement de “grid-following” en “grid-forming”, permettant aux moyens de production renouvelables de générer leur propre onde de tension à la fréquence voulue et de se synchroniser avec les autres sources générant des ondes de tension ... c’est l’objet du projet européen Osmose.
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état de l’art des coûts système
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d'après nos calculs, même en appliquant une hypothèse favorable d’une baisse de 30 % - préconisée par la SFEN (Société française d'énergie nucléaire) - au coût de construction (hors frais financiers) et en réduisant la durée de construction à 10 ans, le CCE du nouveau nucléaire ressortirait à près de 120 €/MWh.
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l’intégration dans un réseau, tel que celui de la France, d’électricité renouvelable générée par des centrales photovoltaïques et éoliennes, représentant une proportion pouvant aller jusqu’à 75 % du total (impliquant donc des coûts système additionnels de l’ordre de 40 € par MWh), peut être économiquement rentable lorsque cette intégration se fait au détriment du nucléaire de troisième génération
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TERMINER AVEC LES ANNEXES
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Connu / https://twitter.com/ClemSenechal/status/1463466234893189120
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@ClemSenechal
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L'hydrogène fait aujourd'hui beaucoup parler de lui. Certains y voient un vecteur d'énergie capable d'inventer le monde décarboné de demain. A l'occasion de la sortie du nouveau numéro du magazine "UN Business News" (https://unnews.univ-nantes.fr/un-business-news-2-special-hydrogene), l'Université de Nantes proposait, mercredi 30 juin 2021, une émission spéciale, en direct, sur le sujet.
Parmi les invités :
- Bruno AUVITY (enseignant-chercheur au laboratoire de thermique et énergie de Nantes),
- Oliver JOUBERT (chercheur à l'institut des matériaux Jean Rouxel),
- Florence PAUMIER (ingénieur filière à l'Université de Nantes),
- Philippe JAN (directeur-adjoint de la CCI des Pays de la Loire),
- Pierre TEISSIER (enseignant-chercheur au Centre François Viète),
Le dessinateur Eric CHALMEL apportait également son regard en dessins !
L'émission était animée par Xavier DEBONTRIDE (journaliste) et Christelle BERVAS (Responsable communication Partenariats économiques & Innovation à l'Université de Nantes).
Consultez le magazine UN Business news spécial Hydrogène : https://unnews.univ-nantes.fr/un-business-news-2-special-hydrogene
Retrouvez les conférences de l'Université de Nantes sur France Culture : https://www.franceculture.fr/conferences/universite-de-nantes
Connu / https://twitter.com/Afhypac/status/1411968304231718913
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France Hydrogène @Afhypac Télévision L’@UnivNantes a organisé le 30 juin une émission sur l’#hydrogène. Un vecteur d'énergie capable d'inventer le monde décarboné de demain ?
10:40 AM · 5 juil. 2021·- 1 Retweet 7 J'aime
France Hydrogène @Afhypac · 6h En réponse à @Afhypac
À lire : le dernier numéro du magazine #UNBusinessNews à destination des entreprises est consacré à l’#hydrogène. La parole est donnée à des chercheurs de l’Université et à des acteurs économiques.
UN Business News #2 Spécial Hydrogène - le magazine, l'émission
Le magazine UN Business News à destination des entreprises met ce mois ci en lumière un sujet d'actualité qui fait beaucoup parler : l'Hydrogène. De part les espoirs qu'il nourrit pour inventer le...
unnews.univ-nantes.fr
France Hydrogène @Afhypac · 2h En réponse à @Afhypac
Voici le bon lien pour revoir la conférence de l’@UnivNantes sur l’#hydrogène.
UN Business.Live // Spécial Hydrogène (le replay)
L'hydrogène fait aujourd'hui beaucoup parler de lui. Certains y voient un vecteur d'énergie capable d'inventer le monde décarboné de demain. A l'occasion de ...
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Tr.: ... 2 types de piles à combustible : à haute température pour le stationnaire et la classique? pour la mobilité ... Centre F. Viette centre de recherche en épistémologie (réflexion globale sur l'histoire des savoirs) ... idem nucléaire, seul l'Etat a la capacité de développer les infrastructures ... pour l'instant l'hydrogène n'est que fossile ... relocaliser la production d'énergie ... réappropriation de l'énergie par les citoyens ... Conclusion : Le Mans organise une renc le 20/9 ;
Non classé - 16 Minutes
Résumé – L’analyse de la structure énergétique française permet de comprendre ses faiblesses actuelles, en comparaison avec celle d’un des pays européens les plus efficaces. Elle fait ressortir l’incohérence structurelle du rôle assigné à la chaleur dans la politique énergétique de la France depuis des décennies, quand la chaleur devrait au contraire être la colonne vertébrale de la transition énergétique de la France et de l’Europe vers un système énergétique efficace, économiquement responsable et écologiquement soutenable, à même de relever le défi de l’urgence climatique.
Basée sur l’efficacité énergétique du concept de Smart Energy System mis en œuvre au Danemark, cette contribution souligne la nécessité de structurer très rapidement tout le système français et européen autour des réseaux intelligents de chaleur et de froid locaux couplés aux réseaux électriques et de gaz, associés à la co- et tri-génération et aux stockages multi-échelles de chaleur et d’électricité, afin de garantir la stabilité de chacun et d’assurer l’injection massive et efficace des énergies renouvelables, en s’appuyant sur une véritable sobriété énergétique indispensable à la lutte contre les gaspillages d’énergie et de matériaux.
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3.3 - Comparaison smartgrids – système énergétique intelligent
Dans leur principe initial, les Smartgrids gèrent et tentent d’optimiser séparément les réseaux d’électricité et de chaleur, sans pouvoir utiliser les synergies complètes de conversion, d’intégration et de stockage inhérentes au Smart Energy System. En particulier, ils ne permettent pas de récupérer massivement la chaleur et le froid industriels fatals, ni d’injecter massivement les énergies renouvelables pourtant les plus efficaces pour couper les émissions de GES et les plus compétitives pour la production de chaleur basse température et d’électricité.
Contrairement aux Smartgrids, les SES peuvent convertir de grandes quantités d’énergie renouvelables variables sans devoir les stocker trop massivement chaque jour pour faire face aux variations journalières de l’éolien et du PV et de la demande du réseau électrique. Seule, l’intégration des réseaux électriques avec les réseaux de chaleur et de froid jusqu’aux zones à faible densité urbaine au sein du SES avec ses stockages décentralisés (y compris les VER) rend possible l’injection massive de l’ensemble des énergies renouvelables [17].
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4 - Conclusion
L’application du concept de SES dans la définition de la feuille de route de l’Union Européenne pour la chaleur et le froid [5] conduit à la nécessité d’accroître la part des réseaux de chauffage à 50 % de la demande totale de chaleur d’ici 2050, dont 25 à 30% devront être couverts par de grandes pompes à chaleur industrielles à haut rendement, l’ensemble de la chaleur, du froid, de l’électricité et de la mobilité pouvant être assuré quasi-intégralement par les énergies renouvelables dont le potentiel représente plusieurs centaines de fois la consommation de l’UE. C’est à cette condition que l’UE sera en mesure de remplir ses obligations de réduction drastique de ses émissions gaz à effet de serre.
La France devrait pouvoir couvrir entre 26 et 60% des besoins de chaleur et de froid par le SES d’ici 2050, et les objectifs de la PPE 2028 (plus de 14% de la chaleur couverte par énergies renouvelables et de récupération) pourraient être revus fortement à la hausse avec un développement plus ambitieux des réseaux de chaleur et de froid (surtout industriel et tertiaire) en s’appuyant sur le Fond Chaleur. Outre la fermeture rapide des quatre dernières centrales électrothermiques à charbon et la reconversion immédiate aux EnR&R des neuf réseaux de chaleur à charbon et des 183 réseaux de chaleur à fioul encore en activité, les investissements devraient être orientés en priorité vers la connexion des réseaux de chaleur et de froid au réseau électrique à travers les pompes à chaleur industrielles, la co- et tri-génération à biomasse-biogaz, la chaleur solaire et géothermique BT, MT et HT, l’élimination du chauffage électrique, en parallèle à l’injection massive des EnR électriques et à la migration des transports individuels et collectifs des combustibles fossiles vers l’électrique et la mobilité douce.
Références
- LOI n° 2015-992 du 17 août 2015 relative à la transition énergétique pour la croissance verte
- https://www.legifrance.gouv.fr/eli/loi/2019/11/8/2019-1147/jo/texte
- Henrik Lund, Choice awareness : the development of technological and institutional choice in the public debate of danish energy planning, Journal of Environmental Policy & Planning 2 (2000), 249-259.
- European Commission, Communication from the Commission to the European Parliament, the Council, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions on an EU Strategy for Heating and Cooling, Bruxelles, 16/02/2016.
- Heat Roadmap Europe 4. Quantifying the Impact of Low-Carbon Heating and Cooling Roadmaps, S. Paardekooper, R.S. Lund, B.V. Mathiesen, M. Chang, U.R. Petersen, L. Grundahl, U. Persson, European Union’s Horizon 2020 Project Nr 695989, Aalborg Universitetsforlag (2018).
- European Commission, A Clean Planet for all – A European long-term strategic vision for a prosperous, modern, competitive and climate neutral economy, Bruxelles, 28/11/2018.
- Stratégie française pour l’énergie et le climat. Programmation pluriannuelle de l’énergie 2019-2023 2024-2028, Ministère de la transition écologique et solidaire, France, 2018.
- Commissariat Général au Développement Durable, Bilan énergétique pour la France 2018, Ministère de la transition écologique et solidaire, France, janvier 2018.
- Country by country 2017, Euroheat & Power (2017).
- Energy in Sweden – Facts and Figures 2018, Swedish Energy Agency.
- Energy statistics 2018, Danish Energy Agency.
- FEDENE-SNCU, Enquête annuelle sur les réseaux de chaleur et de froid – Chiffres clés, analyses et évolution (2019).
- H. Lund, S. Werner, R. Wiltshire, S. Svendsen, J.E. Thorsen, F. Hvelplund, B.V. Mathiesen, Review – 4th Generation District Heating (4GDH). Integrating smart thermal grids into future sustainable energy systems, Energy 68 (2014) 1-11.
- District Energy – Energy Efficiency for Urban Areas, State of Green, March 2018, https://stateofgreen.com/en/publications/district-energy/
- H. Lund, Renewable energy systems: a smart energy systems approach to the choice and modeling of 100% renewable solutions, Academic Press (second ed. 2014)
- B.V. Mathiesen, H. Lund, D. Connolly, H. Wenzel, P.A. Østergaard, B. Möller, S. Nielsen, I. Ridjan, P. Karnøe, K. Sperling, F.K. Hvelplund, Smart Energy Systems for coherent 100% renewable energy and transport solutions, Applied Energy 145 (2015) 139-154.
- H. Lund, P. Østergaard, D. Connolly, I. Ridjan, B.V. Mathiesen, F. Hvelplund, J. Thellufsen, Pe. Sorknæs, Energy Storage and Smart Energy Systems, International Journal of Sustainable Energy Planning and Management Vol. 11 2016.
- H. Lund, Renewable heating strategies and their consequences for storage and grid infrastructures comparing a smart grid to a smart energy systems approach, Energy 151 (2018) 94-102.