Transition Energétique en France : de l’imaginaire au concret.

La comparaison des filières de production d’électricité entre la France et l’Allemagne sur deux périodes (hiver et été) montre que le photovoltaïque, sans stockage d’énergie, n’apporte pas de réelle solution à la transition énergétique, que l’éolien offshore est prometteur, que la rénovation thermique des bâtiments en France devient une nécessité, pour moins consommer, …..

La comparaison des filières de productions d’électricité entre la France et l’Allemagne en hiver (du 1ier au 7 Janvier 2021) , et en été (du 1ier au 7 Juillet 2020) sont riches d’enseignement.

Allemagne

En hiver le photovoltaïque, cela va de soi, n’apporte que très peu d’intérêt, sans stockage d’énergie. Par ailleurs en été la consommation étant moindre, on peut se demander si cette filière a beaucoup d’intérêt, d’autant qu’elle est largement subventionnée (tout du moins en France).

Plus les installations photovoltaïque sont installées au nord, moins l’irradiation solaire est importante, alors pourquoi l’Allemagne a t-elle installée plus de 50 GW de panneaux photovoltaïque, dont le facteur de charge n’est que de 16,5% en été.

La filière Eolien offshore apporte 3 000 MWh en hiver et 3 310 MWh en été (le vent serait constant toute l’année), avec plus de 7,5 GW installée, ce qui correspond à un facteur de charge de 44%.

La filière Eolien terrestre apporte 7 350 MWh en hiver et 14 230 MWh en été, avec plus de 50 GW installée, ce qui correspond à un facteur de charge au mieux de 28% en été.

Les filières lignite et charbon représentent environ 50% de la production d’électricité dite « conventionnelle » que ce soit en hiver ou en été, avec les dommages occasionnées sur la santé que l’on connait.

 Ce sont les filières lignite et charbon qui servent à faire l’équilibre production / consommation.

La filière nucléaire apporte 7 940 MWh en hiver et 5 000 MWh en été, avec 8,1 GW installée, ce qui correspond à un facteur de charge de 62% en été et 98% en hiver.

 France

La consommation par habitant en France est supérieure de :

  • 10% à celle de l’Allemagne en été,
  • 80% à celle de l’Allemagne en hiver.

Le prix de l’électricité en Allemagne étant 60% supérieur à celui de la France, cela peut expliquer la réduction de 10% de la consommation par habitant en Allemagne.

Par contre le surconsommation de la France en hiver peut s’expliquer par une isolation thermique des bâtiments moindre qu’en Allemagne.

Il est grand temps de lancer le grand plan de rénovation énergétique des bâtiments en France, pour réduire la consommation.

Pendant la première semaine de 2021, la France a dû importer 3 000 MWh, malgré un gros apport des turbines à gaz. Ceci est probablement à cause des réacteurs en maintenance pendant la période hivernal, à cause de la pandémie du Covid 19.

Par grand froid, la France ne serait plus en capacité de satisfaire la consommation, et EDF serait obligée de délester.

La filière éolienne apporte 1 6000 MWh en hiver et 4 350 MWh en été, avec 17 GW installé, ce qui correspond à un facteur de charge de 10% en hiver et 26% en été.

La filière photovoltaïque apporte 490 MWh en hiver et 2 190 MWh en été, avec 10 GW installé, ce qui correspond à un facteur de charge de 5% en hiver et 22% en été.

La filière hydroélectrique apporte 8 480 MWh en hiver et 7 220 MWh en été, avec 25 GW installé, ce qui correspond à un facteur de charge de 34% en hiver et 29% en été.

En France, c’est la filière hydroélectrique qui sert à faire l’équilibre production / consommation.

Cette gestion pourrait être remis en cause si les barrages sont privatisés, voir article sur le projet Hercule.

 La filière nucléaire apporte 51 GWh en hiver et 26,8 GWh en été, avec 61 GW installé, ce qui correspond à un facteur de charge de 34% en hiver et 29% en été.

Grid code

Les parcs photovoltaïques et éoliens sont raccordés aux réseaux électriques HTA ou HTB avec des règles que l’on appel « Grid Code ». Chaque pays a un peu ses propres règles, mais dans l’ensemble, la réglementation impose :

  • le contrôle de la tension au point de connexion à ± 5%,
  • le respect de la zone de fonctionnement dans un diagramme P/Q,
  • de participer au maintien du réseau, lors d’un défaut selon une pente de puissance active, dénommée LVRT (Low Voltage Ride Through) ou FRT (Fault Ride Through).

Pour les parcs éoliens, les machines synchrone appelées communément alternateur, sont par nature constructive capable de fournir de la puissance active, ce qui facilite le respect des « grid code » pour les parcs éoliens [3].

Pour les parcs photovoltaïques, les convertisseurs DC/AC ne sont pas en capacité de fournir de la puissance réactive, ainsi il faut installer des bancs de condensateurs et un réacteur shunt pour satisfaire les « grid code » pour les parcs photovoltaïque [4], ce qui alourdi la rentabilité de cette filière. En été, lorsque les besoins en énergies ne sont pas nécessaire, la production des parcs photovoltaïque comptabilisée est en réalité écoulée localement à la terre, au travers des condensateurs, afin de tenir la tension au point de raccordement. Sans stockage d’énergie la filière photovoltaïque n’apporte pas de réelle solution à la transition énergétique. 

 

comparaison-production-juillet-2020

comparaison-production-janvier-2021

 Production de la France par filière

Les graphes ci-dessous représentent la production d’énergie électrique [1]  du Vendredi 1 Janvier 2021 00h au Jeudi 7 Janvier 2021 24h.

prod-france-janvier-2021-par-filiere

Les filières « Energies renouvelables » assurent 11 458 MWh en moyenne sur la semaine, réparties de la façon suivante :

  • Hydroélectrique : 8 480 MWh, soit 74% des énergies renouvelables,
  • Eolien : 1 600 MWh, soit 14% des énergies renouvelables,
  • Biomasse : 880 MWh, soit 7,7% des énergies renouvelables,
  • Photovoltaïque : 495 MWh, soit 4,3% des énergies renouvelables.

Les filières « Energies conventionnelles » assurent 58 780 MWh en moyenne sur la semaine, réparties de la façon suivante :

  • Nucléaire : 50 970 MWh, soit 86,7% des énergies conventionnelles,
  • Gaz : 6 730 MWh, soit 11,4% des énergies conventionnelles,
  • Charbon : 830 MWh, soit 1,4% des énergies conventionnelles,
  • Fioul : 250 MWh, soit 0,4% des énergies conventionnelles.

La consommation moyenne étant de 72 590 MWh sur la semaine, la France importe en moyenne 3 040 MWh sur la semaine pour couvrir le manque de production.

Toutefois à certains moments, il y a surproduction, ce qui permet de remonter de l’eau dans les barrages, soit en moyenne 700 MWh sur la semaine.

Les graphes ci-dessous représentent la production d’énergie électrique [1]  du 1 Juillet 2020 00h au 7 Juillet 2020 24h.

prod-france-juillet-2020-par-filiere

 Les filières « Energies renouvelables » assurent 14 810 MWh en moyenne sur la semaine, réparties de la façon suivante :

  • Hydroélectrique : 7 225 MWh, soit 48,8% des énergies renouvelables,
  • Eolien : 4 350 MWh, soit 29,4% des énergies renouvelables,
  • Photovoltaïque : 2 190 MWh, soit 14,8% des énergies renouvelables,
  • Biomasse : 1 050 MWh, soit 7,1% des énergies renouvelables.

Les filières « Energies conventionnelles » assurent 29 780 MWh en moyenne sur la semaine, réparties de la façon suivante :

  • Nucléaire : 26 840 MWh, soit 90,1% des énergies conventionnelles,
  • Gaz : 2 570 MWh, soit 8,6% des énergies conventionnelles,
  • Fioul : 370 MWh, soit 1,2% des énergies conventionnelles.

La consommation moyenne étant de 43 680 MWh sur la semaine, la France exporte en moyenne 400 MWh sur la semaine.

À certains moments, il y a surproduction, ce qui permet de remonter de l’eau dans les barrages, soit en moyenne 510 MWh sur la semaine.

Production de l’Allemagne par filière

Les graphes ci-dessous représentent la production d’énergie électrique [2]  du Vendredi 1 Janvier 2021 00h au Vendredi 7 Janvier 2021 24h.

prod-allemagne-janvier-2021-par-filiere

Les filières « Energies renouvelables » assurent 16 780 MWh en moyenne sur la semaine, réparties de la façon suivante :

  • Eolien terrestre : 7 350 MWh, soit 43,8% des énergies renouvelables,
  • Biomasse : 4 570 MWh, soit 27,2% des énergies renouvelables,
  • Eolien marin : 3 000 MWh, soit 17,9% des énergies renouvelables,
  • Hydroélectrique : 1 250 MWh, soit 7,4% des énergies renouvelables,
  • Photovoltaïque : 410 MWh, soit 2,5% des énergies renouvelables,
  • Autres : 210 MWh, soit 1,2% des énergies renouvelables.

Les filières « Energies conventionnelles » assurent 37 500 MWh en moyenne sur la semaine, réparties de la façon suivante :

  • Lignite : 13 090 MWh, soit 34,9% des énergies conventionnelles,
  • Gaz : 8 430 MWh, soit 22,5% des énergies conventionnelles,
  • Nucléaire : 7 940 MWh, soit 21,2% des énergies conventionnelles,
  • Charbon : 6 610 MWh, soit 17,6% des énergies conventionnelles,
  • Autres : 1 430 MWh, soit 3,8% des énergies conventionnelles.

La consommation moyenne étant de 52 695 MWh sur la semaine, l’Allemagne exporte en moyenne 390 MWh sur la semaine.

À certains moments, il y a surproduction, ce qui permet de remonter de l’eau dans les retenues d’eau, soit en moyenne 1 210 MWh sur la semaine.

Entre le 2 Janvier 12h et le 7 Janvier 13h, l’éolien a fortement produit, ce qui a permit de réduire la production nucléaire de 600 MWh, tout en exportant. 

Après le 7 Janvier 14h, le charbon et le nucléaire ont assurés l’équilibre production - consommation.

On remarque que le photovoltaïque n’apporte pas en hiver, une solution viable pour l’Allemagne pour sa production d’électricité. 

Les graphes ci-dessous représentent la production d’énergie électrique [2]  du 1 Juillet 2020 00h au 7 Juillet 2020 24h.

prod-allemagne-juillet-2020-par-filiere

 Les filières « Energies renouvelables » assurent 32 660 MWh en moyenne sur la semaine, réparties de la façon suivante :

  • Eolien terrestre : 14 230 MWh, soit 43,6% des énergies renouvelables,
  • Photovoltaïque : 8 250 MWh, soit 25,3% des énergies renouvelables,
  • Biomasse : 4 440 MWh, soit 13,6% des énergies renouvelables,
  • Eolien marin : 3 310 MWh, soit 10,1% des énergies renouvelables,
  • Hydroélectrique : 2 290 MWh, soit 7% des énergies renouvelables,
  • Autres : 140 MWh, soit 0,4% des énergies renouvelables.

Les filières « Energies conventionnelles » assurent 18 420 MWh en moyenne sur la semaine, réparties de la façon suivante :

  • Lignite : 7 070 MWh, soit 38,4% des énergies conventionnelles,
  • Nucléaire : 4 990 MWh, soit 27,1% des énergies conventionnelles,
  • Gaz : 3 955 MWh, soit 21,5% des énergies conventionnelles,
  • Charbon : 1 610 MWh, soit 9% des énergies conventionnelles,
  • Autres : 740 MWh, soit 4% des énergies conventionnelles.

La consommation moyenne étant de 51 650 MWh sur la semaine, l’Allemagne importe en moyenne 1 890 MWh sur la semaine, pour couvrir les besoins de consommation.

À certains moments, il y a surproduction, ce qui permet de remonter de l’eau dans les retenues d’eau, soit en moyenne 1 310 MWh sur la semaine.

[1] : Suivi temps réel de la production électrique en France

[2] : Suivi temps réel de la production électrique en Allemagne

[3] Grid connection of Large Wind Power Plants 

[4] Grid connection of large Solar Power Plants

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