Derrière la recherche d’un nouveau mix énergétique, un changement de paradigme

Les énergies renouvelables sont devenues de sérieuses concurrentes des industries pétrolière et gazière, et ce bien que cette dernière offre des perspectives intéressantes comme énergie de transition vers un monde moins carboné. À côté de l'hydraulique, qui fait figure de filière historique des énergies renouvelables mais ne dispose plus de capacités importantes de développement, le solaire et l'éolien se développent. En France, l'électricité renouvelable couvre désormais 21 % de l'électricité consommée en année glissante⁽¹⁾, qui se répartissent entre l'hydraulique (10,4 %), l'éolien (6,7 %), le solaire (2,3 %) et les bioénergies (1,6 %). La baisse du coût de production n'est pas étrangère à cette montée en puissance. L'Agence internationale de l'énergie renouvelable (Irena) montre que, fin 2018, les prix de ces énergies avaient baissé de plus de 10 % en un an⁽²⁾. Cette tendance qui se poursuit année après année consacre les efforts menés pendant la dernière décennie par les différents acteurs (pouvoirs publics, investisseurs, développeurs, industriels, investisseurs...) pour faire baisser les coûts et rendre les sites de production plus compétitifs. En France, le coût de l'éolien terrestre a diminué de 44 % sur les 25 dernières années. « Ce secteur devient rentable indépendamment des subventions », note d'ailleurs Jérémie Haddad, associé EY Europe de l'Ouest et Maghreb dans le secteur de l'énergie.

Un bouleversement du système de production et de consommation de l'énergie

Pour pallier les incertitudes sur le cœur de leur activité, les énergéticiens ont lancé de vastes plans de transformation. « La plupart des pétroliers européens se sont tournés vers des énergies bas carbone et électriques. Les investissements sont passés de 500 millions d'euros à 1 milliard d'euros par an dans le renouvelable (solaire, éolien, biocarburants...). L'augmentation est significative, mais les montants restent encore faibles par rapport au volume d'investissement global de ces acteurs », relativise Alexis Gazzo, associé EY en charge des énergies renouvelables. Total investit 1,5 à 2 milliards d'euros par an, soit plus de 10 % de ses investissements, pour se développer dans l'énergie bas carbone, et son plan One Total prévoit de porter la part des énergies renouvelables à 20 % de l'activité à l'horizon 2035. Le groupe s'est d'ailleurs réorganisé en 2016, avec la création d'une nouvelle branche Gas, Renewables and Power qui porte ses ambitions dans le gaz, les énergies renouvelables et l'efficacité énergétique. Cette stratégie, engagée depuis une dizaine d'années, s'est aussi traduite par la vente des mines de charbon et par de nombreuses acquisitions dans les centrales à gaz, les énergies renouvelables (SunPower, Eren RE) ou encore le stockage, avec le rachat en 2016 – pour 950 millions d'euros – de Saft, fabricant français de batteries de haute technologie pour l'industrie. EDF mise sur la complémentarité entre les énergies renouvelables et le nucléaire pour contribuer à la transition énergétique. « Aujourd'hui, notre "nouvelle frontière" est celle d'un système électrique s'inscrivant dans l'objectif de neutralité carbone en 2050, où la flexibilité du nucléaire combinée aux énergies renouvelables, et le stockage assureront l'ensemble des moyens de production, indique Carine de Boissezon, directrice du développement durable d'EDF. Cela nous permettra d'accompagner la transition énergétique de nos clients, et plus globalement la transformation du paysage énergétique et de faire de l'électricité le vecteur de la décarbonation de pans entiers de l'économie comme le transport, le logement et l'industrie. » Le plan CAP 2030 du groupe vise entre autres à doubler la capacité d'énergies renouvelables, à promouvoir une meilleure efficacité énergétique, ainsi que des solutions plus durables et compétitives pour les entreprises et les collectivités locales (gestion des réseaux de chaleur et de froid, éclairage, mobilité électrique, hydrogène, gestion des flux énergétiques...).

Une transition qui impacte tous les secteurs

La mobilité connaît déjà de très fortes transformations. Tous les constructeurs automobiles travaillent à développer une offre de voitures électriques. Bon nombre de villes européennes (Londres, Copenhague, Madrid, Milan...) ont engagé des politiques visant à réduire l'accès des centres-villes aux véhicules les plus polluants. En France, des « zones à faibles émissions » (ZFE) limitent l'accès aux véhicules privés ou professionnels les moins respectueux de l'environnement.

Ce dispositif a été mis en œuvre à Paris depuis 2015 avec des restrictions en semaine, et appliqué dans le Grand Lyon 7 jours sur 7 à compter du 1^er janvier 2020. Il est aussi expérimenté à Grenoble depuis 2017 et à Strasbourg depuis 2018. La Norvège – pays producteur de pétrole devenu, en 2017, le premier pays où les voitures neuves électriques et hybrides ont franchi la barre symbolique de 50 % des ventes totales – veut interdire la vente de voitures essence et diesel dès 2025. L'Inde avec ses quelque 30 millions de véhicules en circulation s'est fixé la même échéance pour 2030, tandis que la Chine a d'ores et déjà imposé aux constructeurs de vendre au moins 10 % de « véhicules à énergie nouvelle » (NEV) – électriques et hybrides rechargeables – en 2019, avant d'atteindre 12 % en 2020 et 20 % en 2025.

La Poste s'est montrée très volontaire pour lancer, dès 2008, la filière des véhicules électriques en France. Le groupe dispose aujourd'hui de la plus grande flotte « branchée » au monde avec, en 2019, quelque 39 000 véhicules électriques, dont 23 000 vélos à assistance électrique. Il voit dans cet engagement dans la transition énergétique « une manière de répondre aux enjeux de l'e-commerce tout en préservant l'environnement ». La poursuite du déploiement des véhicules électriques et l'optimisation de ses moyens de transport à travers la mutualisation des flux de courrier et de colis constituent autant de leviers pour atteindre son objectif de réduction de 30 % de ses émissions de CO2 entre 2013 et 2025. La SNCF se met aussi aux énergies vertes et a commandé une quinzaine de trains fonctionnant à l'hydrogène. Des TER fabriqués par Alstom circuleront en Occitanie dès 2022.

L'essor de la mobilité électrique sur de longues distances ne pourra se poursuivre qu'à condition de trouver des solutions pérennes sur le stockage et la disponibilité des systèmes de recharge. À plus forte raison s'il faut un jour couvrir plusieurs modes de transport : bus, scooters, vélos, trottinettes ou autres bateaux fluviaux. Des opérateurs de réseaux de bornes de recharge équipent désormais des autoroutes, des parkings de supermarché ou d'entreprises. D'autres solutions ont vu le jour dans des habitations privées. Saint-Étienne Métropole propose le premier réseau de bornes de recharge à la demande de France, avec 100 bornes de recharge installées en 2020. « En France, le nombre de bornes et le maillage ont progressé. Les Charge Point Operators (CPO) sont aujourd'hui très nombreux. Le marché n'est pas encore entré dans une phase de concentration, ce qui pose la question de la compatibilité des systèmes et la capacité à faire le lien entre toutes ces propositions », observe Alexis Gazzo. Le véhicule hydrogène constitue une alternative à la mobilité « tout électrique ». Du point de vue de l'expérience usager, l'hydrogène se rapproche d'ailleurs davantage de ce que chacun connaît aujourd'hui avec le pétrole en termes de points de ravitaillement, de réservoir ou d'autonomie longue.

Montée en puissance de l'autoconsommation

Plusieurs solutions s'offrent aux acteurs économiques qui veulent faire évoluer leur mix énergétique. Des enseignes de grande distribution se sont par exemple tournées vers l'autoconsommation et le solaire pour faire face à leur importante consommation énergétique, en magasin à travers le froid alimentaire (qui représente près de la moitié des dépenses énergétiques d'un supermarché) ou l'éclairage, et à toutes les étapes de la chaîne logistique. Le groupe Casino s'était montré très précurseur en créant dès 2007 une filiale GreenYellow avec l'objectif de réduire sa facture énergétique et celle de clients professionnels. Après avoir installé des panneaux solaires sur les toits de ses centres commerciaux et posé des ombrières photovoltaïques sur les parkings de ses magasins, cette filiale a permis au groupe de diversifier son business model. GreenYellow s'est d'abord positionnée comme un fournisseur alternatif d'électricité 100 % verte, avant de s'ouvrir au marché des particuliers à partir de 2017.

METRO France, premier fournisseur de la restauration indépendante en France, a également mis en place un programme d'autoconsommation en solaire. « Une nouvelle étape a été franchie en décembre 2019 grâce un accord avec Reservoir Sun, qui installera 17 000 m² de panneaux solaires sur les toitures de 22 entrepôts », témoigne Coralie Lang Damerose, responsable énergie à la Direction services et achats internes du groupe. En année pleine, ces installations devraient fournir 15 % des besoins de ces sites. Cette initiative s'inscrit dans la continuité d'une démarche initiée à partir de 2014, lorsque le groupe s'est doté d'un service énergie pour gérer l'ensemble des problématiques énergétiques de ses 98 entrepôts de vente. « Tous les sujets doivent être menés de front. Un programme d'investissements à 2030 a été mis en place afin de remplacer progressivement les équipements les plus énergivores. La consommation a déjà baissé de 25 % par rapport à 2014 et nous espérons pouvoir dépasser l'objectif de réduction de 40 % en 2030 », ajoute-t-elle. Depuis la mise en place, en 2017, d'un système de stockage sur ses installations frigorifiques, le retailer récupère la chaleur produite par les postes de froid. En stockant sous forme de glace l'énergie produite pour la restituer lors des pics de consommation, le groupe a économisé 6 % d'énergie sur la production de froid dès la première année. « D'autres aspects concernent notre stratégie d'achat d'énergie, qui doit permettre de maîtriser les coûts, diversifier les risques, notamment grâce aux énergies renouvelables », poursuit Coralie Lang Damerose. METRO a ainsi expérimenté en mars 2019 un type de contrat encore peu développé en France mais déjà courant au Royaume-Uni, aux Pays-Bas et dans les pays scandinaves : le Power Purchase Agreement (PPA). Ces contrats de longue durée permettent à un producteur de vendre directement sa production à un acteur économique, qui se prémunit ainsi de la volatilité des prix de l'énergie. Grâce au partenariat noué avec Agregio (filiale d'EDF), le groupe rachète, à prix fixe et pour ses propres besoins l'intégralité de l'énergie éolienne produite par l'exploitant Eurowatt sur le parc de Janville en Eure-et-Loir. Ces 25 GWh d'électricité éolienne couvrent désormais 20 % des besoins et se rapprochent de la consommation de gaz (30 GWh).

Le 100 % renouvelable est-il réaliste ?

Pour envisager un système énergétique basé à 100 % sur les énergies renouvelables, « il faudrait développer des capacités de stockage à grande échelle qui puissent également être compétitives d'un point de vue économique » », prévient Jérémie Haddad. EDF a l'ambition d'être le leader européen du stockage d'ici 2035. « C'est dans ce cadre que nous avons lancé le Plan stockage, qui prévoit de développer des solutions de stockage telles que les batteries et les stations de transfert d'énergie par pompage (STEP) », détaille Carine de Boissezon. L'investissement de recherche sur le stockage pour le système électrique a été doublé pour atteindre 70 millions d'euros sur la période 2018-2020. Total développe dans différents pays (Chine, Finlande...) les solutions de stockage d'énergie lithium-ion de sa filiale Saft, lancé en mai 2019, qui améliore l'intégration au réseau électrique des énergies renouvelables.

« La plupart des solutions de stockage des énergies renouvelables à la maille du réseau restent chères, mais cela évolue rapidement. Des projets se développent, en particulier en contexte insulaire, en outre-mer notamment, ou dans les pays où les réseaux ne sont pas très stables », note Alexis Gazzo. EDF a installé à La Réunion un système de stockage basé sur une batterie NaS, batterie électrique à base de sodium et de soufre. En lissant la production d'électricité et en la stockant en fonction des événements météorologiques, ce procédé a permis au département d'atteindre le taux d'énergies intermittentes instantané de 32 % et de dépasser pour la première fois le seuil de sécurité fixé à 30 % pour les systèmes électriques non interconnectés. En Guyane, l'énergéticien a installé des batteries qui absorbent le surplus d'énergie solaire produit et le restituent en fonction des besoins du réseau.

Beaucoup de solutions autour d'une énergie plus durable sont en cours de développement et les spécificités sectorielles ne présagent pas forcément des solutions retenues. Parmi les ports qui ont engagé des stratégies de transformation, Bordeaux Port Atlantique se dote d'une unité de méthanisation. Prévue pour être opérationnelle en 2022, elle produira du biométhane qui sera réinjecté dans le réseau de transport et directement valorisé dans le processus industriel ou pour la mobilité verte. Le Grand Port Maritime de Marseille travaille de son côté sur un réseau électrique intelligent impliquant l'hydrogène. Celui de Toulon déploie quant à lui une navette maritime dans le cadre de l'appel à projets lancé par l'Ademe sur les « Écosystèmes de mobilité hydrogène ». Fin 2019, l'Union maritime et portuaire (UMEP) du Havre a incité les 600 entreprises qu'elle regroupe à valoriser leurs toitures en installant des panneaux photovoltaïques. Il s'agirait ici de stocker l'énergie pour l'autoconsommation et la revente, voire l'alimentation des stations à hydrogène. Le mix énergétique du futur est encore loin d'avoir révélé tous ses contours !


(1) ADEeF, ORE, Enedis, Rte, Syndicat des énergies renouvelables, Panorama de l'électricité renouvelable au 30 septembre 2019.
(2) IRENA (2019), Renewable Power Generation Costs in 2018, International Renewable Energy Agency.

Comment évoluent les possibilités de financement des énergies renouvelables ?

Les porteurs de projets disposent aujourd'hui de toute une palette d'outils de financement publics, via la Banque des Territoires au sein de la Caisse des dépôts et consignation, Bpifrance ou l'Ademe, pour assurer le montage de projets de solaire, d'éolien ou de méthanisation, par exemple.

L'éventail des offres de financement public a été considérablement renforcé avec le Programme d'investissements d'avenir (PIA). Il a permis de mieux couvrir les besoins de financement de nouvelles technologies, en particulier aux étapes de l'amorçage et du démonstrateur. C'est aussi via l'Ademe Investissement (structure mise en place en 2019) et Bpifrance que les startups industrielles qui visent une première commercialisation pourront trouver un soutien, sachant que peu de fonds d'investissement sont prêts à investir sur ces étapes où les perspectives de chiffre d'affaires sont encore lointaines.

Pour les technologies matures, le financement des projets d'énergie renouvelable bénéficie de taux d'intérêt extrêmement faibles – ce qui est critique pour des projets qui peuvent se financer à 90 % par de la dette – et d'un historique qui permet aux financeurs d'avoir acquis une confiance suffisante dans la performance opérationnelle de ces projets. C'est moins le cas pour les technologies déployées plus récemment (méthanisation, énergies marines...), qui sont encore considérées comme ayant un profil de risque plus élevé du point de vue de l'investisseur. La France est par ailleurs un pays très attractif pour les investissements étrangers dans le secteur des énergies renouvelables, en raison de la visibilité à long terme qu'apportent la loi sur la transition énergétique pour la croissance verte (LTECV) et la programmation pluriannuelle de l'énergie (PPE). Cela explique l'arrivée de nouveaux acteurs tels que des fonds de pension ou des fonds d'infrastructures aux capacités de financement très importantes, de nature à alimenter les besoins en capital de la transition énergétique en France.

L’hydrogène peut-il devenir une solution crédible pour les transports ?

L'hydrogène est une énergie potentiellement très propre mais seulement si elle est produite de façon propre ! En effet, il y a aujourd'hui schématiquement deux modes de production de l'hydrogène. Le premier est le plus courant et le moins cher : le vaporeformage. Il s'agit d'extraire l'hydrogène de molécules de méthane (gaz naturel) en les soumettant à une forte température. L'inconvénient est que cela produit du carbone. Ce n'est donc a priori pas une solution si l'on veut que l'hydrogène soit considéré comme une énergie propre. L'autre façon de faire est l'électrolyse de l'eau : on récupère l'hydrogène à partir des molécules d'eau, et ce grâce à du courant électrique. Si l'électricité est décarbonée, alors l'hydrogène est également décarboné. Le problème est le coût, ce procédé étant pour l'instant beaucoup plus onéreux que le vaporeformage.

Pour les transports, la question se pose donc : l'hydrogène peut-il être compétitif par rapport à d'autres modes de transport décarbonés comme le véhicule électrique alimenté par de l'électricité renouvelable ou du nucléaire ?

La réponse est non pour les voitures particulières à court terme, mais l'hydrogène pourrait tirer son épingle du jeu pour des véhicules plus volumineux comme les bennes à ordures, les bus ou les camions. C'est de là que viendront les premières expérimentations. Pour qu'il devienne ensuite une énergie de masse, il faudra résoudre deux problèmes : le coût de la production par électrolyse de l'eau et la création d'infrastructures d'alimentation en hydrogène sur tout le territoire.