1.1 U
NE APPROCHE CALQUÉE SUR LAC
ONFÉDÉRATIONNotre principe est de calquer notre approche sur celle de la Confédération à l’exception des situations où une telle démarche n’est pas ou peu envisageable. Ces exceptions recouvrent deux cas de figure :
1. Il n’est techniquement pas possible (i.e. à un coût raisonnable et avec une fiabilité suffisante) de régionaliser sur le canton de Genève les procédures établies au niveau du pays ;
2. On dispose à Genève de bases de données fiables dont la mise en œuvre est plus économique ou plus précise que celle envisagée au niveau fédéral.
1.2 L
A PRÉSENTATION DU BILAN DES ÉNERGIES RENOUVELABLES ENVISAGÉ PAR LAC
ONFÉDÉRATION La présentation des statistiques des énergies renouvelables est plus complexe que celle des énergies dites traditionnelles, car leurs systèmes de production sont très décentralisés. Ainsi, le propriétaire d’une petite installation productrice d’énergie renouvelable devrait être traité sur le même pied que celui d’une grande centrale. Ce petit propriétaire utilise de l’énergie finale et de l’énergie primaire (soleil, déchets…) pour les transformer en une nouvelle forme d’énergie. Cette nouvelle forme d’énergie peut être utilisée directement (parfois sans même être comptabilisée, comme c’est le cas avec les panneaux thermiques), ou peut être directement retransformée (biogaz brûlé immédiatement dans une installation de couplage chaleur force1, comme c’est le cas au site de compostage du Nant de Châtillon).En résumé, la statistique des énergies renouvelables comporte trois niveaux supplémentaires de complexité par rapport à celle des énergies traditionnelles :
1. Décentralisation et multiplicité des producteurs ;
2. Absence fréquente de mesure de la production de l’énergie finale ; 3. Complexité des processus.
Forte de ce constat, la Confédération a proposé en 1999 un cadre conceptuel propre aux énergies renouvelables (Kaufmann, Beck et Moser, 1999). Il est encore valide aujourd’hui.
1.3 L
ES MÉTHODOLOGIES DÉVELOPPÉES PAR LAC
ONFÉDÉRATION:
LA MÉTHODE PAR GÉNÉRATION D’
ÉQUIPEMENTL’OFEN a le plus souvent confié la charge de concevoir puis d’élaborer les relevés statistiques des énergies renouvelables à des bureaux d’ingénieurs ou à des associations faîtières. Malgré le risque de voir se développer une grande hétérogénéité des méthodes du fait de la multiplicité des responsables de relevés, on constate, au final, que les démarches se concentrent sur des méthodes très semblables (celles à générations d’équipement).
C’est une méthode comptable analogue à un dénombrement démographique : des générations d’équipements sont installées chaque année ("naissances") puis disparaissent petit à petit, selon une durée de vie modélisée ("taux de décès"). A chaque génération d’équipement est attachée une productivité d’énergie finale propre, traduisant l’évolution de la technologie.
Ainsi pour une énergie renouvelable donnée, la quantité d’équipements présents l’année t est constituée des générations successives -et encore en fonction- installées pendant les années précédant l’époque t. On désigne tout d’abord par 𝑃𝑡−𝜃 le nombre d’installations mises place 𝜃 années avant l’époque t ; 𝜃 s’interprète dès lors comme l’âge des générations successives (𝜃 = 0 … 𝑇, où 𝑇 représente l’âge maximal envisagé pour les installations produisant l’énergie renouvelable analysée). Ces équipements peuvent être caractérisés en nombre (nombre de cheminées), en puissance (Wattp pour des panneaux photovoltaïques) ou encore en m2 de surface (panneaux solaires thermiques)…
1 C’est assez récemment (2010) que l’OFEN a modifié le décompte des CCF : « Dans la présente statistique globale de l’énergie, la consommation d’énergie des installations de couplage chaleur-force (CCF) est pour la première fois considérée comme une conversion d’énergie plutôt que comme une consommation finale d’
énergie du secteur de l’industrie; pour exploiter les installations CCF, on utilise comme agents énergétiques le gaz naturel, le mazout extra-léger, le mazout moyen ou lourd ainsi que les déchets industriels et le bois de chauffage. », Statistique globale suisse de l’énergie, éd. 2010.
Une loi de survie, notée 𝑆𝜃,𝑡−𝜃, donne la proportion des équipements installés en 𝑡 − 𝜃 encore en place après 𝜃 années. On peut simplifier cette expression en posant 𝑆𝜃,𝑡−𝜃 = 𝑆𝜃, ce qui revient à supposer que les lois de survie ne dépendent que de l’âge des installations. 𝑆𝜃 désigne alors la part des installations encore en place après 𝜃 années (𝑆0= 1, … , 𝑆𝑇+1= 0), T représente alors la durée de vie maximale des équipements. On obtient l’effectif total ( 𝐼𝑡) présents pendant l’année t, par :
𝐼𝑡= ∑𝑇𝜃=0𝑆𝜃𝑃𝑡−𝜃 . (1)
La production d’énergie finale s’obtient en multipliant les « Puissances » (𝑃𝜏−𝜃) de la génération, encore en fonction à l’époque t, par une productivité moyenne, qui peut être tant liée à la génération de l’équipement qu’aux conditions météorologiques de l’année t, soit 𝜑𝑡,𝑡−𝜃 :
𝐸𝑡= ∑𝑇 𝜑𝑡,𝑡−𝜃𝑆𝜃𝑃𝑡−𝜃
𝜃=0 (2)
𝐸𝑡 est ainsi l’énergie finale produite pendant l’année t par l’ensemble des équipements d’une technologie donnée (photovoltaïque, chaleur solaire, géothermie etc.) sur le territoire genevois. Notons que les installations sont ventilées en plusieurs sous-catégories. Par exemple, il y a 25 sous-catégories de chauffage au bois (de la petite cheminée ouverte de salon jusqu’à la centrale de chauffage à distance). Il y a donc autant de sous-modèles qu’il y a de sous-catégories, ce qui conduit à récrire la relation (2) ci-dessus pour chacune des 𝑘 = 1, … , 𝐾 sous-catégories constituant les installations productrices d’un type d’énergie renouvelable :
𝐸𝑡= ∑𝐾 𝐸𝑡𝑘 𝑘=1
= ∑𝐾𝑘=1(∑𝑇𝜏=0𝜑𝑡,𝑡−𝜃𝑘 𝑆𝜃𝑘𝑃𝑡−𝜃𝑘 ) . (3) La relation (3) est une relation générique et peut être adaptée à maintes situations particulières2. Par exemple, la variable de productivité peut être exprimée comme le produit d’un effet climatique propre à l’année t (𝐶𝑡) et d’une productivité moyenne par génération et sous-catégorie : 𝜑𝑡,𝑡−𝜃𝑘 = 𝜑𝑡−𝜃𝑘 𝐶𝑡. De même, on peut simplifier encore le modèle, et ne faire dépendre la productivité moyenne que de la sous-catégorie et pas de l’époque 𝑡 − 𝜃, ce qui conduit à : 𝜑𝑡,𝑡−𝜃𝑘 = 𝜑𝑡𝑘= 𝜑𝑘𝐶𝑡. Une illustration détaillée de ce modèle appliqué au cas des panneaux photovoltaïques a été écrite par F. Carlevaro et V. Déodat, elle est jointe à ce document (annexe E).
1.4 P
RÉSENTATION DE LA STATISTIQUE FÉDÉRALECette présentation sous forme matricielle a été proposée en 1999 (Moser et Beck, 1999). La statistique est structurée en trois matrices :
Tableau A = Transformation de l'énergie brute en énergie finale
Tableau B = Agrégation des données du tableau ci-dessus en vue de leur report dans le bilan énergétique Tableau C = Transformation de l’énergie finale en chaleur utilisée et utilisation de carburant.
Les tableaux B et C (annexe D) constituent plutôt des matrices de conversion entre différentes ventilations statistiques.
Les tableaux 1 et 2 ci-dessous explicitent la matrice A "Transformation de l'énergie brute en énergie finale"
contenant l'information principale. Une première zone comptabilise la production indigène, les exportations et les importations conduisant à l’énergie brute ; une deuxième zone explicite les transformations d’énergie;
enfin, le bas de la matrice fournit le solde en termes d'énergie finale. Les valeurs sont calculées en unité d’énergie secondaire, ainsi les pertes de transformation primaire vers secondaire ne figurent pas dans les
2 Notons que nous avons décrit le versant « production » de l’énergie finale. Or les mêmes genres de relations pourraient traduire les énergies primaires et finales consommées par les installations sous étude. Il faudrait alors munir chaque génération d’équipement 𝑆𝜃𝑃𝑡−𝜃 de paramètres (un par input) traduisant leur consommation d’énergies primaire et finale.
tableaux3. Pour les questions d’équivalence entre agents énergétiques ainsi que les émissions de CO2, on peut consulter le document de l’OFEV (2011).
TABLEAU 1 :A. BILAN DES ÉNERGIES RENOUVELABLES POUR LA SUISSE (ÉDITION 2013 P.2)
NB. La colonne gaz du tableau regroupe la production de biogaz qui est injectée sur le réseau de gaz naturel De manière plus théorique, les auteurs (ib. p.16) explicitent les flux à l’intérieur du tableau qui traduisent les transformations d’énergie (cf. Tableaux 2 ci-dessous). Comme, pour chaque genre d’énergie renouvelable, ces transformations prennent une forme particulière, les auteurs proposent systématiquement une esquisse de la comptabilisation adéquate de ces échanges. L’exemple du petit tableau 2 b) montre l’adaptation de ce schéma général à la problématique des panneaux solaires thermiques.
3 Par exemple les schémas 3.3 et 3.4 comptabilisent les pertes de transformation des panneaux solaires thermiques alors que elles ne sont pas décomptées dans la colonne "énergie solaire" du tableau A.
TABLEAUX 2 A) ET B):FLUX DE TRANSFORMATION DES ÉNERGIES RENOUVELABLES a)
b)