Quel est le meilleur back up des énergies renouvelables ?
Comment articuler développement des énergies renouvelables et équilibre offre-demande ? Un mix électrique comportant une part significative d’énergies renouvelables, variables, nécessite des énergies pilotables, bas carbone, sauf à renoncer à l’objectif de neutralité carbone.
L’électricité ne se stocke pas, ou très peu, alors que la consommation varie en permanence. L’intégration accrue dans le mix électrique de sources de production renouvelables variables (éolien, photovoltaïque) implique de trouver des solutions d’appoint, de back up, pour alimenter la demande en électricité lorsque ces énergies renouvelables ne produisent pas.
Le développement d’interconnexions à l’échelle de la plaque européenne n’est pas suffisant. Pour autant, d’autres sources de flexibilité existent : effacements, pilotage de la recharge des véhicules électriques, stockage par batteries, power to gas, STEP. Pour les STEP, le potentiel de développement reste limité et pour les autres, leur maturité et leur capacité de déploiement ne sont pas encore suffisantes au regard des enjeux.
Reste le recours aux moyens de production pilotables classiques (gaz, pétrole, nucléaire et charbon dans une moindre mesure). A ce titre, l’opérateur de réseau RTE prévoyait dans trois des cinq scénarios qu’il a publiés en novembre le développement de centrales à gaz pour compenser la diminution du nucléaire simultanément à l’augmentation de la part des énergies renouvelables variables. L’exemple allemand montre que le développement des énergies renouvelables implique de préserver une capacité installée pilotable. Les Allemands avaient 100 GW de puissance pilotable en 2002. Cette capacité est identique en 2017 (avec moins de nucléaire, et plus de gaz) mais l’Allemagne a rajouté en plus 100 GW de solaire et d’éolien. Le pays a ainsi doublé sa puissance installée alors que sa consommation électrique n’a pas augmenté.
L’exemple français de la complémentarité du nucléaire et des énergies renouvelables
La complémentarité du nucléaire et des énergies renouvelables permet déjà à la France d’être le pays du G7 le moins émetteur de CO2 pour sa production électrique. Dès les années 1980, les centrales nucléaires françaises ont été rendues plus manœuvrables pour ajuster en permanence la production d’électricité à la consommation. Cette flexibilité du parc nucléaire a été facilitée par sa taille : chacun des 58 réacteurs contribue seulement à une portion du besoin de flexibilité globale. Aujourd’hui, certains réacteurs nucléaires peuvent ajuster jusqu’à 80 %, à la hausse ou à la baisse, leur puissance en 30 minutes, permettant de compenser les variabilités sur le réseau et de valoriser au mieux la production d’électricité renouvelable.
Le parc nucléaire a un potentiel important pour accroître sa flexibilité
La pleine valorisation de l’énergie nucléaire dans un parc énergétique bas carbone appelle des évolutions dans le mode d’exploitation des centrales. L’analyse des variations de puissance actuelles du parc nucléaire permet de montrer qu’il existe un vrai potentiel pour augmenter sa flexibilité. Seul 40 % des réacteurs du parc sont sollicités de façon significative aujourd’hui.
Les besoins de flexibilité vus par le nucléaire pourraient être aussi en partie gérés via le développement de nouveaux débouchés comme des exportations supplémentaires vers les pays voisins ou grâce à de nouveaux usages de l’électricités (mobilité, hydrogène, cogénération…, ou encore en mobilisant des nouveaux systèmes de gestion des réseaux (smart grids, stockages…).
La flexibilité du parc nucléaire sera un atout pour la pénétration des énergies renouvelables dans les prochaines décennies, nécessitant un pilotage fin du mix électrique (au regard notamment des émissions de gaz à effet de serre et du coût total).
Le rythme pour atteindre la neutralité carbone en 2050 est encore insuffisant, en particulier en raison des émissions élevées des secteurs du transport et du chauffage, qui ont augmentées en 2016. Avec son mix électrique bas carbone et sa capacité à intégrer des énergies renouvelables en plus grand nombre grâce à la flexibilité de son parc nucléaire, la France bénéficie d’un atout de poids pour parvenir accomplir cet objectif climatique.