Agriculture et énergie

Électricité : risque de pénurie pour cause de surproduction

05 décembre 2013 • Philippe François

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Le cas est classique en agriculture : après une année de surproduction de blé où les prix se sont effondrés, les agriculteurs se tournent vers d'autres céréales, et une météo défavorable suffit à provoquer une pénurie et une forte augmentation des prix. Le développement incontrôlé d'énergies renouvelables subventionnées en Europe a conduit au même résultat : il existe un risque de black-out électrique cet hiver.

Depuis dix ans, la consommation d'électricité augmente peu en France. Avec la crise, l'augmentation du prix de l'électricité et les mesures d'économie d'énergie, elle est quasiment stable. Et pourtant, de nouveaux moyens de production, centrales éoliennes et photovoltaïques notamment, sont régulièrement connectés au réseau français.

Elles produisent de façon intermittente avec une moyenne de 15 à 25% de leur puissance et leurs coûts sont plus élevés que ceux des centrales classiques (nucléaire, hydrauliques, thermiques). Mais ces nouveaux entrants sont prioritaires sur le marché : EDF doit, à tout instant, acheter leur production [1].

En France, la production de ces nouvelles énergies est encore modeste (photovoltaïque à 0,6% de la consommation d'électricité, éolien 3%), mais d'autres pays (Allemagne, Espagne, Royaume-Uni, Danemark) ont financé des centrales éoliennes et photovoltaïques beaucoup plus considérables qui bénéficient du même privilège : leur production arrive en France, à des prix très faibles (parfois négatifs) quand la consommation locale est inférieure à la production, et se retrouvent prioritaires sur toutes les autres.

Un effet de ciseau

La consommation d'électricité étant très variable, les différents fournisseurs ont une production de base relativement constante (nucléaire, pétrole ou charbon) complétée par des centrales généralement au gaz très flexibles, mises en route uniquement à la demande. Ces centrales d'appoint sont indispensables mais n'étaient utilisées que 50% du temps. Avec l'arrivée des énergies renouvelables, ces centrales ne sont plus utilisées que 10 à 15% du temps. N'étant plus du tout rentables, et fortement concurrencées par les centrales à charbon, les fournisseurs les ont fermées. D'après Gérard Mestrallet (Les Échos du 5 décembre 2013), 50 gigawatts de centrales à gaz ont été fermés en Europe, soit l'équivalent de 50 tranches de centrales nucléaires.

Mais si la production de ces centrales est le plus souvent remplacée par celle des éoliennes et du photovoltaïque, la conjonction d'une période anticyclonique cet hiver (froid + absence de vent) expose notre pays, comme ses voisins, à une pénurie d'électricité ou un black-out. Déjà, en 2012, le prix du MWh qui se situe habituellement entre 40 et 50 euros sur le marché de gros, est monté ponctuellement à 3.000 euros : c'était vraiment la panique chez certains opérateurs !

Pour traiter ce problème, la Commission européenne a décidé d'autoriser les subventions d'État aux centrales aux énergies fossiles (charbon, gaz, fuel) de remplacement.

Subventions sur subventions

Subventions aux énergies renouvelables, subventions aux centrales à gaz de secours, développement des centrales à charbon plus polluantes, fermetures de centrales à gaz et nucléaires en état de marche, déséquilibre des réseaux de transport. Avec les meilleures intentions, le marché de l'électricité en Europe a été gravement perturbé par des réglementations incohérentes. En 2013, le désordre provient surtout des pays voisins, mais une fois nos cinq champs d'éoliennes marines construits, notre pays contribuera largement au dysfonctionnement du système.

Au moment où notre pays doit réduire ses déficits et rembourser ses dettes, des capitaux considérables sont détruits ou investis dans des secteurs non rentables. Au moment où le pouvoir d'achat des Français stagne ou baisse, ces dysfonctionnements se traduisent par une hausse des prix de l'électricité pour les consommateurs supérieure à l'inflation, et par la fragilisation des entreprises fournisseurs exposées à des changements constants de règlementation. Le club européen des grands producteurs d'électricité a demandé l'arrêt des subventions à l'éolien terrestre et au photovoltaïque, des investissements dans la recherche et une définition d'une stratégie cohérente au niveau européen.

C'est paradoxal, mais la surproduction peut vraiment conduire à la pénurie. Faudra-t-il attendre un véritable black-out électrique en France ou en Europe pour qu'on revienne à la raison ?

[1] Un type de contrat « Cash and carry » ("payez et emportez" quels que soient les besoins des clients et le cours mondial) similaire à ceux signés jadis avec les producteurs de gaz et de pétrole dont on tente actuellement de sortir pour bénéficier de la baisse des prix du gaz sur le marché libre.

Commentaires

  • Par Philippe François • Posté le 01/01/2015 à 10:48 La position de l'iFRAP est qu'il faut investir dans la recherche et pas dans la production massive d'électricité éolienne ou solaire.

    Des trois méthodes de stockage aucune n'est disponible de façon rentable et importante: il y a peu de sites favorables aux chutes d'eau, les batteries ont fait des pogrès mais sont toujours très coûteuses et incapables de stocker les quantités importantes d'électricté, et le récent rapport de France stratégie a confimé qu'on était très loin de disposer d'une solution hydrogène crédible. donc : recherche, rechreche, recherche.
  • Par mafeelectrique • Posté le 01/01/2015 à 10:48 Votre article est très bien documenté et met en évidence un risque réel lié à un problème sous-jacent qui est celui du stockage de l'énergie électrique.

    L'électricité est actuellement le seul vecteur d'énergie transportable quasi instantanément du producteur au consommateur par le réseau électrique. Aujourd'hui, quand de l'énergie électrique est injectée dans le réseau par un producteur, elle est consommée immédiatement, soit par le réseau lui-même sous forme de perte liée au transport. soit par les consommateurs. Mais si le réseau reçoit plus d'énergie qu'on ne lui en demande, le surplus doit être évacué du réseau au risque de le détruire. Dans le cas contraire ou les consommateurs sont trop nombreux il y a risque de demande excessive provoquant le "black out". La seconde situation est plus redoutée que la première car il est plus facile de se débarrasser de l'énergie en trop que de trouver de l'énergie que l'on a pas. C'est pourquoi les réseaux sont souvent surdimensionnés.
    Cette situation est liée aux propriétés actuelles du réseau électrique qui n'est pas ou peu capable de stocker l'électricité qu'elle que soit son mode de production . L'arrivée des énergie nouvelles dans ce réseau ne vient qu'accentuer un problème déjà existant, mais que l'on a pas voulu traiter vraiment puisqu'il n'était pas prioritaire.
    Si on veut traiter le problème durablement, il parait indispensable de doter le réseau d'une capacité de stockage de l'énergie pendant les périodes de surproduction et d'une capacité de restitution rapide de l'énergie stockée en phase de pic de consommation.
    Voilà trois pistes en cours actuellement :

    La première piste concerne le stockage de l'énergie dans des fermes de batteries connectées au réseau. Cette piste répond au besoin de surconsommation de quelques heures (pour éviter le black out), Le réseau devra être capable de les piloter en fonction des besoins. Des modèles économiques basés sur le recyclage ou d'utilisation des batteries de voiture à propulsion électrique sont à l'étude.
    La seconde piste est de stocker cette énergie sous forme d'énergie potentielle en créant des bassins d'eau jumeaux situés à des altitudes différentes. Ces bassins sont reliés dans un sens par une pompe pour remonter l'eau du bassin bas vers le bassin haut avec l'électricité de surproduction, et dans l'autre sens par une conduite forcée avec une turbine (comme les barrages) pour produire du courant en période de pénurie. Cette piste répond a des besoins de stockage de plusieurs jours à plusieurs semaines en fonction du dimensionnement des bassins.
    La troisième piste est de produire un vecteur d'énergie artificiel stockable comme l'hydrogène. Cette production serait faite par hydrolyse de l'eau avec l'électricité de surproduction. L'énergie accumulée dans l'hydrogène pourrait ensuite retourner au réseau électrique par le biais d'une pile a combustible hydrogène. Aujourd'hui les techniques de production d'hydrogène hydrolyse de l'eau ont un rendement faible, mais c'est tout de même mieux que de perdre toute la surproduction d'électricité. Cette solution pourrait répondre à un besoin de stockage sur plusieurs mois pour restituer par exemple en pic de consommation d'hivers les surproductions solaires d'été par exemple)
    il y a d'autres pistes à explorer, mais ces trois là ont déjà de quoi donner du travail aux chercheurs, techniciens et ingénieurs pour des années.

    Quand à l'étude de rentabilité et au financement, c'est du travail pour les économistes, les banquiers et les décideurs.
    Est-ce que tout cela n'est pas une sorte de gisement de croissance ?

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