Le saviez vous ?
Généralités
Energie fossile
Electricité
Electricité : potentiels
L'énergie est utilisée principalement sous forme d'électricité (appareils, éclairage, machines, etc.) ainsi que pour la chaleur (combustibles) et pour la mobilité (carburants). La figure suivante résume la transition énergétique en cours, avec d'une part la réduction des carburants et combustibles et d'autre part l'électrification.
La consommation globale d'énergie en Suisse a été multipliée par 8 entre 1945 et 1990. Depuis 1990, la consommation plafonne à un niveau très élevé, autour de 800'000 TJ (soit environ 222 TWh). Environ 72% de cette énergie est d'origine non renouvelable (nucléaire, pétrole, gaz). Cette stabilisation se fait malgré une hausse continue de la population (de 7 millions d'habitants en 1990 à près de 8.5 millions d'habitants en 2022).
L'analyse des agents énergétique montre que le gain est important sur le chauffage (combustibles pétroliers et gaz) mais qu'il est compensé par une hausse de la mobilité (carburants).
Ce niveau de consommation n'est pas soutenable :
La crise énergétique survenue en 2022 va probablement s'étaler sur des années, parce que ses causes s'inscrivent dans la durée.
Guerre en Ukraine
La Russie était devenue un des principaux fournisseurs d'énergie de l'UE (gaz, pétrole, uranium). L'invasion de l'Ukraine a tout bouleversé. L'issue de la guerre est incertaine, mais les relations avec la Russie vont probablement rester tendues pour des années.
Ceci va donc influencer les livraisons de gaz (qui sert pour l'industrie, pour le chauffage et en partie pour la production d'électricité), les livraisons de produits pétroliers (carburants et combustibles) et le nucléaire (combustible et traitement des déchets).
Sécheresse
Avec le changement climatique, les épisodes de sécheresse devraient être plus fréquents. Ceci affecte la production d'hydro-électricité au fil de l'eau, le taux de remplissage des barrages, la capacité de refroidissement des centrales nucléaires et les capacités de transport fluvial (p.ex transport de produits pétroliers sur le Rhin).
Pour l'instant, la fonte des glaciers masque le manque de pluie, mais pour combien de temps ?
Ci-dessous le taux de remplissage des barrages au Tessin (source : OFEN).
Nucléaire
Le parc nucléaire est vieillissant, les pannes sont plus fréquentes et les travaux de maintenance plus longs. Certaines centrales ont été fermées (p.ex. Fessenheim, Mühleberg).
En France, la moyenne de production entre 2000 et 2015 est de 413 TWh/an. En 2022, la production a chuté à 279 TWh soit une baisse de 32.4%. La baisse correspond à 134 TWh soit 2.2x la consommation annuelle d’électricité de la Suisse !
Plus de 70% du mix électrique français repose sur le nucléaire. Environ 3/4 du parc nucléaire français aura dépassé 40 ans d’activité dans les 5 ans. Donc la moitié de la production d'électricité d'ici 5 ans sera assurée par des retraités encore actifs. Pour l'instant la Suisse importe du courant nucléaire français l'hiver...
Les centrales nucléaires suisses sont aussi vieillissantes. L'image ci-dessous montre le taux d'utilisation des centrales nucléaires suisses (nombre d'heures d'activité par an). Ce taux a chuté depuis 2015 (pannes de Leibstadt et Beznau, fermeture de Mühleberg, etc.).
Source : Graphique de l'auteur sur la base des statistiques OFEN.
Ainsi le nucléaire suisse est passé de 26.4 TWh en 2014 à 18.5 TWh en 2021.
Autres facteurs
D'autres facteurs perturbent le secteur de l'énergie, comme la crise sanitaire du Covid, les difficultés d'approvisionnement et de logistique, la hausse massive des prix, etc.
Le graphique ci-dessous, tiré de la statistique globale suisse de l'énergie 2021 de l'OFEN montre qu'il y a des changements profonds :
Depuis 1970 la hausse du gaz (+36 TWh) n'a pas compensé la baisse des produits pétroliers (-56 TWh).
En résumé :
En Suisse, depuis 1973 les ventes de mazout ont diminué de 70%. Depuis les années 1980 les ventes annuelles de pompes à chaleur ont été multipliées par un facteur 10. La transition énergétique est en cours depuis 50 ans...
On consomme en Suisse environ 21.5 TWh de kérosène (2019, 1.8 millions de tonnes à raison de 43.1 MJ/kg).
Le graphique ci-dessous montre le trafic passagers pour 2019 (avant pandémie donc).
55 millions de passagers dans les aéroports pour un pays de 8.7 millions d'habitants.
En 1995 il y avait 25 millions de passagers.
Que faire ?
Individuellement :
Collectivement :
* Le kérosène sur les vols internationaux est exonéré de toute taxe.
L'électricité représente environ un quart de notre consommation d'énergie. Environ 80% de l'électricité est d'origine renouvelable (hydro-électricité, solaire PV, éolien, ... ).
La consommation d'électricité a aussi connu une forte croissance entre 1945 et 2005 et plafonne depuis lors autour de 60 TWh.
Cette stabilisation se fait malgré une hausse de la population, malgré une forte croissance des pompes à chaleur (300'000 PAC installées entre 2005 et 2020) et malgré le développement de la mobilité électrique.
Le nucléaire a commencé à décliner en 2020 et représente 18.5 TWh (2021). La production annuelle de Mühleberg a été remplacée par du solaire PV (2.8 TWh, mais pas avec la même répartition mensuelle).
La production d'électricité repose depuis 40 ans sur un mix composé de nucléaire et d'hydro-électricité. Le nucléaire produit en ruban et les centrales au fil de l'eau produisent plus en été, ce qui donne le profil mensuel suivant :
La courbe de consommation du pays est plus élevée l'hiver (on importe), alors que la production est plus élevée l'été (on exporte). Cette situation n'a pas été remise en cause dans la stratégie énergétique 2050, malgré l'absence d'accord cadre avec l'UE.
Le Winterstrom (Winter = hiver, Strom = électricité) c'est l'électricité du semestre d'hiver (de début octobre à fin mars).
Lors de l'hiver 2016/2017, la centrale nucléaire de Leibstadt tombe en panne et Beznau est à l'arrêt à cause des trous décelés dans la cuve du réacteur. On importe 9.7 milliards de kWh. C'est l'électrochoc.
Pourtant, la politique énergétique continue sur sa lancée (smart metering, ouverture du marché, etc.) jusqu'en 2022.
En 2022, plusieurs événements conduisent au chaos :
C'est la panique sur les marchés de l'énergie. La probabilité d'une pénurie n'a jamais été aussi élevée. Les prix de l'énergie explosent.
A l'automne 2022, le parlement débat de la loi urgente sur l'énergie et les mesures vont être multiples et drastiques : réserve hydraulique, centrales à gaz de secours, rehaussement du barrage du Grimsel, solaire alpin, etc..
Voir l'article : CEATE-N: Nouvelle étape vers un développement prononcé des énergies renouvelables - compte-rendu des décisions".
Si on ne veut pas dépendre des importations, et donc dépendre de nos voisins pour assurer notre sécurité d'approvisionnement en hiver, il y a plusieurs possibilités:
Toutes ces solutions sont complémentaires et peuvent contribuer à assurer la sécurité d'approvisionnement en hiver.
Indices : en Suisse, les besoins en énergie du parc immobilier sont de 100 TWh (45% de la consommation d'énergie) dont 75 TWh pour le chauffage. Il y a 378'170 pompes à chaleur (PAC) soit 21% des bâtiments chauffés (1.8 million).
Quelle est donc leur consommation d'énergie ? Eh bien, probablement 21% de 75 TWh, soit 15.75 TWh ? Eh bien non, pas du tout ! C'est 6 fois moins !
La consommation d'électricité des PAC en 2021 était de 2.643 TWh ! C'est environ 4.55% de la consommation d'électricité ou à peine 1.2 % de la consommation d'énergie (222 TWh).
Comment expliquer cela ?
Tout cela conduit a une consommation d'électricité relativement faible. D'ailleurs, la consommation annuelle d'électricité n'a pas augmenté depuis 2005 et la consommation d'électricité du semestre d'hiver non plus (p.ex. environ 6 TWh pour le mois de janvier)!
Bon mais alors, combien de PAC pourrait-on encore rajouter ?
On pourrait donc facilement chauffer toutes les villas de Suisse avec des PAC (+5 TWh) avec des économies de CO2 gigantesques. Pour les zones denses on a les réseaux thermiques. Et avant tout la sobriété et l'isolation des bâtiments !
Sources des données : OFEN statistique de l'électricité, statistiques GSP.
Le potentiel de l'hydro-électricité est largement exploité. Il reste environ 2 TWh dont 80% sont en conflit avec des zones protégées. A noter que la répartition des potentiels suit une distribution de Pareto.
En mars 2023, huit projets ont été retenus pour inscription dans le plan directeur cantonal. Ces projets représentent un potentiel de 1'250 GWh/an. Sans surprise c'est une distribution de Pareto, avec 3 projets sur 8 qui représentent 76% du potentiel de production.
Voici le résumé en un graphique de l'étude récente du canton du Valais sur le potentiel des grandes installations solaires PV en milieu construit.
L'étude se focalise sur les grandes installations, définies comme ayant une surface supérieure à 200 m2 (> 30 kWc).
La conclusion de l'étude : "Le potentiel de production d'électricité par la construction de grandes installations solaires dans l'environnement construit est estimé entre 1'000 et 1'800 GWh/a. La valorisation de ce potentiel pourrait permettre de répondre aux objectifs cantonaux 2035 de production d'électricité solaire photovoltaïque (900 GWh/a)."
Le canton admet donc que le recours aux installations solaires PV sur les alpages n'est pas nécessaire.
Le potentiel total identifié correspond à 1'800 GWh/an soit 78 fois plus que Gondosolar (23 GWh/an).
Source : Potentiel solaire photovoltaïque, Environnement construit, Etat du Valais. 11/11/2022
Voici la surface qu'il faudrait couvrir de panneaux solaires photovoltaïques pour produire toute l'électricité que nous consommons en Suisse.
Consommation 60 TWh, production d'un m2 de PV 180 kWh/an soit un carré de 18.25 km de côté.
Sachant qu'on produit déjà 39.5 TWh d'hydro électricité et 3.7 TWh de solaire PV (2022), il faudrait donc seulement couvrir un quart de ce carré rouge pour produire le solde d'électricité. Par ailleurs le calcul est fait avec un rendement des panneaux d'environ 17% alors que le rendement est aujourd'hui proche des 22%. La surface nécessaire se réduit encore...
A noter que le potentiel des toitures (50 TWh) et des façades (17 TWh) suffirait à couvrir tous nos besoins.
84 millions de kWh (GWh) d'électricité économisée par an grâce aux projets prokilowatt en 2022 !
Pour rappel le potentiel de l'efficacité électrique est estimé entre 14'500 et 23'000 GWh !
Voici un résumé de l'électricité en Suisse : consommation, production, potentiels.
C'est intéressant d'avoir tout sur le même graphique :
L'électricité représente 26% de notre consommation d'énergie (58 TWh sur 222 TWh).
Le secteur du bâtiment utilise environ 100 TWh (45% de la consommation d'énergie). Une grande partie de cette énergie pourrait être économisée en rénovant les bâtiments et les chauffages.
Les carburants (essence et diesel) représentent 55.34 TWh et sont largement gaspillés par le très mauvais rendement des moteurs à combustion. Si on voulait rajouter une voiture électrique par ménage en Suisse, qui ferait 10'000 km/an ça ferait 7 TWh d'électricité. C'est 14% du potentiel du solaire en toiture (ou 10 m2 par voiture) ou 24% du potentiel de l'éolien.
Sources des données :