L’éolien en mer dans le mix énergétique français

Dans le cadre de la diversification de son système énergétique, la France s’est fixé des objectifs ambitieux en matière de développement des énergies renouvelables en cohérence avec les objectifs européens. Il s’agit de porter leur part de 16% en 2016 à 33% en 2030 dans la consommation finale brute d’énergie (total de l’énergie consommée par les utilisateurs finaux tels que les ménages, l’industrie et l’agriculture).

Pour l’électricité, cela correspond à un objectif de 40% de la production électrique d’origine renouvelable en 2030.

1. La stratégie nationale bas carbone : une feuille de route pour lutter contre le changement climatique

Introduite par la loi de transition énergétique pour la croissance verte de 2015 (LTECV), la stratégie nationale bas-carbone (SNBC) est la feuille de route de la France pour lutter contre le changement climatique1. Elle donne des orientations pour mettre en œuvre, dans tous les secteurs d’activité, la transition vers une économie bas-carbone, circulaire et durable.

Elle définit une trajectoire de réduction des émissions de gaz à effet de serre jusqu’à 2050 et fixe des objectifs à court et moyen termes: les budgets carbone. Elle a deux ambitions :

  1. atteindre la neutralité carbone à l’horizon 2050 (émissions nationales)
  2. réduire l’empreinte carbone de la consommation des Français (émissions à l’étranger).

Les décideurs publics, à l’échelle nationale comme territoriale, doivent la prendre en compte. La SNBC fait l’objet d’une révision tous les cinq ans. La SNBC révisée a fait l’objet d’une consultation du public du 20 janvier au 19 février 2020 et a été adopté par décret le 21 avril 20202

a. Pourquoi viser la neutralité carbone à l’horizon 2050 ?

En signant l’Accord de Paris en décembre 2015, les pays se sont engagés à limiter l’augmentation de la température moyenne à 2°C, et si possible 1,5°C. Pour cela, ils se sont engagés, conformément aux recommandations du Groupe international pour l’énergie et le climat (GIEC), à atteindre la neutralité carbone au cours de la seconde moitié du XXIe siècle au niveau mondial.

Dès juillet 2017, le ministère de la Transition écologique a présenté le plan climat de la France qui fixe de nouveaux objectifs plus ambitieux pour le pays, dont l’atteinte de la neutralité carbone à l’horizon 2050. Depuis la loi du 8 novembre 2019 relative à l’énergie et au climat, cet objectif est désormais inscrit dans la loi.

La stratégie nationale bas-carbone donne les orientations de politiques publiques à suivre pour réussir la transition vers cette nouvelle économie.

La définition de la neutralité carbone

La neutralité carbone est définie par la loi énergie-climat du 8 novembre 2019 comme «un équilibre, sur le territoire national, entre les émissions anthropiques par les sources et les absorptions anthropiques par les puits de gaz à effet de serre». En France, atteindre la neutralité carbone à l’horizon 2050 implique une division par six des émissions de gaz à effet de serre sur son territoire par rapport à 1990. Concrètement, cela suppose de réduire les émissions de la France à 80Mt éqCO2 contre 458Mt éqCO2 en 2015 et 445 en 2018.

Tel que défini par la Commission d’enrichissement de la langue française en 2019, l’expression « équivalent en dioxyde de carbone » (en abrégé : équivalent CO2ou éqCO2et ses multiples) est définie comme la « masse de dioxyde de carbone (CO2) qui aurait le même potentiel de réchauffement climatique qu’une quantité donnée d’un autre gaz à effet de serre » Cela permet de comptabiliser l’ensemble des émissions de gaz à effet de serre dans une unité commune.

b. Les orientations de la SNBC pour décarboner complètement l’énergie à l’horizon 2050

Les enseignements tirés de l’exercice de modélisation prospective montrent que réussir la transition bas-carbone vers la neutralité carbone à l’horizon 2050, implique, à l’échelle du territoire français, de :

  • décarboner complètement l’énergie utilisée à l’horizon 2050 (à l’exception du transport aérien) ;
  • réduire de moitié les consommations d’énergie dans tous les secteurs d’activité, en développant des équipements plus performants et en adoptant des modes de vie plus sobres et plus circulaires ;
  • réduire au maximum les émissions non énergétiques, issues très majoritairement du secteur agricole et des procédés industriels ;
  • augmenter et sécuriser les puits de carbone, c’est-à-dire les écosystèmes naturels et les procédés et les matériaux capables de capter une quantité significative de CO2.

La SNBC formule notamment des orientations sectorielles relatives à la production d’énergie telles que :

  • orientation E 1 : décarboner et diversifier le mix énergétique notamment via le développement des énergies renouvelables ;
  • orientation E 2 : maîtriser la demande via l’efficacité énergétique et la sobriété et lisser la courbe de demande électrique en atténuant les pointes de consommation saisonnières et journalières ;
  • orientation E 3: préciser les options pour mieux éclairer les choix structurants de long terme, notamment le devenir des réseaux de gaz et de chaleur.

c. La SNBC mise en œuvre par les décideurs publics à tous les échelons

La stratégie nationale bas-carbone, si elle est engageante pour toutes les entreprises et tous les citoyens, s’adresse toutefois en priorité aux décideurs publics, qui doivent la prendre en compte à l’échelle nationale, régionale et intercommunale.

La déclinaison des orientations de la SNBC se traduit par des mesures opérationnelles de politique publique: investissements, subventions, normes, instruments de marchés, instruments fiscaux, information et sensibilisation.

En résumé, tous les instruments permettant de modifier les façons d’agir, de travailler, de consommer, de produire et d’accompagner ces évolutions.

2. Le cadre législatif français et européen en faveur de la diversification du mix énergétique dans lequel s’inscrit le développement de l’éolien en mer

a. La loi du 17 août 2015 relative à la transition énergétique pour la croissance verte (LTECV)

La loi du 17 août 2015 relative à la transition énergétique pour la croissance verte (LTECV) fixe le cadre de la politique de l’énergie qui doit3 :

  • favoriser l’émergence d’une économie compétitive et riche en emplois grâce à la mobilisation de toutes les filières industrielles, notamment celles de la croissance verte ;
  • assurer la sécurité d’approvisionnement et réduire la dépendance aux importations ;
  • maintenir un prix de l’énergie compétitif et attractif au plan international et permettre de maîtriser les dépenses en énergie des consommateurs ;
  • préserver la santé humaine et l’environnement, en particulier en luttant contre l’aggravation de l’effet de serre et contre les risques industriels majeurs, en réduisant l’exposition des citoyens à la pollution de l’air et en garantissant la sûreté nucléaire ;
  • garantir la cohésion sociale et territoriale en assurant un droit d’accès de tous à l’énergie sans coût excessif au regard des ressources des ménages ;
  • lutter contre la précarité énergétique ;
  • contribuer à la mise en place d’une Union européenne de l’énergie.

Le cadre législatif français s’est fixé pour objectif d’atteindre 33% de la consommation énergétique d’origine renouvelable toutes énergies confondues d’ici à 2030. Pour la seule production d’électricité, cette part est fixée à 40% en 2030.

b. La programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE)

Élaborée par le ministère de la Transition écologique en concertation avec l’ensemble des parties prenantes, la programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE) est l’outil de pilotage de la politique énergétique créé par la loi de transition énergétique pour la croissance verte. Elle établit les priorités d’action du Gouvernement en matière d’énergie pour les 10 années à venir afin d’atteindre les objectifs de cette loi.

Les objectifs définis par la PPE sont cohérents avec la SNBC et constituent sa mise en œuvre pratique de moyen terme, pour ce qui concerne l'énergie.

Elle est révisée tous les cinq ans.

Cette révision fait l’objet d’une consultation du public. Un débat public, organisé sous l’égide de la CNDP, s’est ainsi déroulé du 19 mars au 30 juin 2018. Le 30 novembre 2018, l’État a décidé de poursuivre la révision de la programmation pluriannuelle de l’énergie en tenant compte des enseignements du débat public.

Le projet de PPE a fait l’objet d’une évaluation environnementale stratégique, qui a été soumise à l’autorité environnementale (AE) et à la consultation de plusieurs instances impliquant des parties prenantes variées. La PPE 2019-2028 a finalement été adoptée par décret le 21 avril 20204.

c. La nécessaire progression de la place de l’éolien en mer dans le mix énergétique national pour atteindre une part de 40% de sources renouvelables dans la production d’électricité

La politique énergétique française prévoit de réduire la consommation d’énergie finale de 20% d’ici à 2030 par rapport à la référence 2012 et de porter à 33% la part des énergies renouvelables d’ici à 2030, dont 40% dans la production d’électricité.

Il est également prévu de réduire en parallèle, de manière progressive, pilotée, économiquement et socialement viable, la part du nucléaire à 50% d’ici à 2035.

En 2018, 20% de la production totale d’électricité en France était d’origine renouvelable (111TWh sur 549TWh), tandis que l’énergie nucléaire représentait 72% de cette production et le thermique à combustible fossile 7% (bilan électrique RTE de 2018).

La production d’énergie renouvelable était assurée par l’hydroélectricité (57% de la production d’énergie renouvelable), l’éolien terrestre (25%), le solaire (9%) et les bioénergies (9%).

Les principales filières permettant d’atteindre l’objectif de 40% d’électricité d’origine renouvelable seront l’hydroélectricité, le solaire photovoltaïque et l’éolien, terrestre et en mer.

Ces filières disposent d’avantages et d’inconvénients propres explicités dans le tableau ci-dessous.

En particulier, l’éolien en mer est une composante capitale de ce futur mix énergétique puisque le gisement est important, que le vent est plus fort et plus régulier qu’à terre, que les espaces en mer permettent d’installer un plus grand nombre d’éoliennes et de plus grande taille, et qu’il s’agit d’une filière compétitive.

Un bouquet énergétique équilibré est également indispensable au foisonnement de la production d’énergie renouvelable : par exemple, les courbes de production du solaire et de l’éolien ne suivant pas la même structure temporelle, les productions électriques de ces technologies ne sont pas corrélées.

Le foisonnement des productions en utilisant plusieurs technologies permet d’assurer la sécurité d’approvisionnement. L’atteinte de l’objectif de 40 % d’électricité produite à partir d’énergies renouvelables nécessite donc de mobiliser l’ensemble des filières.

Ainsi l’éolien en mer pourrait représenter :

  • environ 5,2 à 6,2 GW en 2028 ;
  • l'hydroélectricité 26,4 à 26,7 GW ;
  • l'éolien terrestre 33,2 à 34,7 GW ;
  • le solaire photovoltaïque 35,1 à 44 GW.

 

3. Bilan carbone des systèmes de production d’énergie

Selon le nombre d’éoliennes, leur puissance unitaire et le temps d’exploitation, le bilan carbone des parcs éoliens en mer posés français varie comme suit :

  • de 554000 à 754000 tonnes éqCO2émises pour les premiers projets de 500 MW ;
  • un facteur d’émission entre 14 et 18g éqCO2/ kWh produit ;
  • un temps de retour de 4,5 à 6 ans en France par rapport au mix électrique moyen. Le temps de retour correspond à la durée nécessaire à un projet pour produire la quantité d’énergie consommée au cours de son cycle de vie.

À titre de comparaison, le facteur d’émission des productions électriques renouvelables en France est estimé par l’ADEME5 à :

  • 14,1g éqCO2/ kWh pour l’éolien terrestre ;
  • 56g éqCO2/ kWh pour le photovoltaïque.

Pour le nucléaire, le facteur d'émission en France de 12g éqCO2/ kWh pour une centrale nucléaire7 (à noter : les phases de démantèlement et de fin de vie des ouvrages ne sont pas intégrées dans les facteurs d’émission retenus).

Pour les énergies fossiles, le facteur d’émission en France est estimé6 à :

  • 406gCO2/kWh pour une centrale à gaz ;
  • 1038gCO2/kWh pour une centrale à charbon.

Le bilan carbone de l’éolien en mer posé s’avère donc relativement faible par rapport à l’ensemble de production d’électricité.

Les sources :