du pilotage public
Pour couvrir la consommation, l’offre disponible en France est constituée d’installations de production et de capacités d’effacement de consommation.
Au 1er janvier 2017, le parc de production français est constitué de 131 GW de puissance installée (cf. figure 2.1) auxquels vient s’ajouter un poten-tiel d’effacement de la consommation de 2,5 GW durant la période hivernale.
Les moyens de production peuvent être distin-gués selon leurs caractéristiques et contraintes de fonctionnements :
u la production fatale dont l’énergie serait per-due si on ne l’utilisait pas au moment où elle est disponible. Il s’agit des productions inter-mittentes telles que l’éolien ou le solaire photo-voltaïque et des productions plus régulières telles que l’hydraulique au fil de l’eau ou les bio-énergies. Leur capacité totale installée dépasse 28 GW ;
u la production de « base » destinée à fonc-tionner toute l’année. C’est le cas de la filière nucléaire avec 63 GW de puissance installée dont le nombre d’heures de fonctionnement moyen atteint 6 700 en 2016 ;
u les productions dites de « semi-base » (centrales au charbon et cycles combinés au gaz pour l’essentiel) et de « pointe » (groupes fioul et turbines à combustion, qui ne sont uti-lisés que quelques heures par an) sont plus flexibles et s’adaptent aux variations de la demande résiduelle, à savoir la demande élec-trique défalquée de la production fatale. La puissance cumulée de ce parc est de près de 22 GW.
Le parc hydraulique modulable (éclusée, lac et STEP) représente 18 GW de puissance installée. Il permet d’assurer un complément de flexibilité tout comme les effacements à hauteur de 2,5 GW.
Figure 2.1 Puissance installée du parc de production en France au 1er janvier 2017
Nucléaire Charbon Gaz Fioul Éolien Solaire Hydraulique Bioénergies
48 %
9 % 2 % 9 %
5 % 5 %
2 % 20 %
131 GW
Figure 2.2 Mix de production en France en 2016
Nucléaire Charbon Gaz Fioul Éolien Solaire Hydraulique Bioénergies STEPDéchets
72%
1%
1%4%2%
7%
1%
1%<1%
11%
531 TWh
En matière d’énergie produite, la filière nucléaire est très majoritaire, avec une part de 72 % en 2016. Les énergies renouvelables représentent 19 % du mix de production. Les 9 % restants pro-viennent de moyens thermiques classiques au gaz et au charbon (cf. figure 2.2).
2.1.1 Les énergies renouvelables : trois trajectoires pour traduire la montée en puissance des filières et les incertitudes sur leur rythme effectif de développement
La situation actuelle : une évolution de la part renouvelable dans le mix électrique portée par le développement de l’éolien et du photovoltaïque
L’électricité d’origine renouvelable repose aujourd’hui en France sur les filières hydraulique, éolienne, photovoltaïque et bioénergies1. À moyen/
long terme, des énergies marines (hydrolienne, houlomotrice) compléteront ce paysage.
La loi de transition énergétique pour la croissance verte fixe l’objectif de porter à 40 % la part des énergies renouvelables (EnR) dans la production d’électricité en 2030. Cette ambition a été traduite dans la première Programmation pluriannuelle de
l’énergie (PPE), qui fixe notamment une feuille de route pour le développement de chaque filière associée à des objectifs détaillés à l’horizon 2023.
C’est l’énergie hydraulique qui représente aujourd’hui la principale forme d’éner-gie renouvelable. Le parc hydraulique a été construit en très grande majorité avant la fin des années 1970. Depuis, les travaux portent principalement sur des modernisations d’équipe-ments ou l’installation de petites unités de quelques mégawatts. Le potentiel de production hydraulique est considéré comme étant exploité à proximité de son maximum, et les ambitions affichées dans la PPE relèvent avant tout de la pérennisation du pro-ductible hydraulique. La filière bioénergies reste quant à elle marginale dans le mix énergétique en France avec des objectifs modérés de la PPE.
Aujourd’hui, l’essentiel de la progression de la part du renouvelable dans le mix énergétique repose sur le dynamisme des filières éolienne et photovol-taïque (91 % de la croissance du parc des énergies renouvelables françaises).
La progression de la filière éolienne terrestre a connu une évolution contrastée depuis dix ans. En effet, entre 2006 et 2010, la filière a connu une accélération de son développement, faisant suite aux travaux sur le Grenelle de l’environnement et traduisant la confiance accrue des investisseurs.
Ainsi, la filière éolienne terrestre est passée d’une puissance de 750 MW installés à près de 5 800 MW installés en l’espace de quelques années et une dynamique de croissance d’année en année. Par la suite, entre 2010 et 2013, la filière a connu de fortes difficultés de développement, notamment en raison de rigidité dans le cadre législatif et réglementaire.
Plusieurs mesures de simplification ont ainsi été adoptées, notamment dans le cadre de la loi n°2013-312 du 15 avril 2013 visant à préparer la transition vers un système énergétique sobre et portant diverses dispositions sur la tarification de l’eau et sur les éoliennes (dite loi « Brottes ») : Figure 2.3 Production renouvelable en 2016
Hydraulique Bioénergies Éolien Photovoltaïque
63,9%
8,5%
8,3%
20,7%
101,4 TWh
1. Cette catégorie correspond à la catégorie « biomasse » définie dans l’actuelle Programmation pluriannuelle de l’énergie et correspond donc aux filières bois-énergie, méthanisation et à l’incinération de déchets ménagers.
u Les zones de développement de l’éolien ont été supprimées. En effet, avant l’entrée en vigueur de cette mesure, un parc éolien ne pouvait être implanté qu’après la création d’une zone de déve-loppement spécifique et ce même si le développe-ment de l’éolien était prévu par le schéma régional climat air énergie. Il y a avait donc une double contrainte et une superposition de « schémas ».
u La règle des 5 mâts minimum pour les parcs éoliens a également été supprimée. Cette mesure visait à faciliter le développement de petits parcs éoliens, notamment dans une logique d’insertion paysagère et territoriale des infrastructures.
u Le traitement des dossiers d’autorisation adminis-trative a été accéléré en rassemblant les autorisa-tions au sein d’une autorisation environnementale unique. Cette disposition permet également de faciliter l’encadrement des contentieux.
Depuis 2013 et grâce à l’ensemble de ces mesures, le développement de l’éolien ter-restre a été redynamisé et s’établit entre 1 GW et 1,5 GW par an. Les projets en développement continuent d’augmenter et la structuration de la filière met en évidence une confiance accrue des investisseurs dans son développement en France.
De ce fait, il s’agit de la filière connaissant la plus forte croissance. Au 1er trimestre 2017, le panorama des énergies renouvelables mettait en évidence que 82 % des nouvelles installations renouvelables ins-tallées correspondait à des parcs éoliens terrestres.
La dynamique de raccordement observée reste néanmoins en deçà du rythme nécessaire à l’atteinte des objectifs de la PPE. Ceci est notamment dû à des difficultés d’acceptabilité sociale importantes en France pour le raccordement de nouvelles installa-tions et à des durées d’autorisation administrative et de recours contentieux qui restent supérieures à celles observées dans les pays voisins de la France.
L’éolien en mer (ou « offshore ») est amené à prendre une part importante dans le mix énergétique. En effet, la France correspond au deuxième gisement éolien d’Europe, derrière la Grande-Bretagne et devant l’Allemagne.
Deux appels d’offres ont été lancés en 2011 et 2013, pour un total de 3 GW répartis sur six parcs de pro-duction constitués d’éoliennes dites « posées ».
Les mises en service des projets ont été retardées en raison du nombre important de recours conten-tieux (tous les parcs font l’objet de recours) et de difficultés constatées dans la structure-même des appels d’offres (études techniques et environne-mentales réalisées après l’attribution des appels d’offres, cadre de raccordement complexe, etc.).
Ces points ont été identifiés par la PPE, qui indique qu’il est important de tenir compte du retour d’expé-riences des premiers appels d’offres pour améliorer les futures procédures et permettre leur accélération.
Par ailleurs, en 2016, un appel à projets a été lancé par l’ADEME et portait sur le développement de fermes éoliennes expérimentales basées sur la technologie de l’éolien flottant. Quatre projets ont été retenus pour une puissance installée de 96 MW.
Ces appels à projets ont vocation à encourager la filière et à identifier les pistes permettant de péren-niser son développement en France.
Quant à la filière photovoltaïque, elle a été marquée successivement par des cycles d’accélération et de retournement importants, en France comme dans le reste des pays de l’Union européenne, au gré de
Faraman 24 MW Gruissan
24 MW Yeu-Noirmoutier
500 MW Saint-Nazaire
480 MW
Saint-Brieuc 480 MW
Calvados 450 MW Fécamp 500 MW
Dieppe - le Triport 500 MW
Groix 24 MW Fromveur
Raz Blanchard
Leucate 24 MW
Carte 2.1 Projets de développement de l’éolien en mer et de l’énergie hydrolienne lancés entre 2011 et 2017
Hydrolien Éolien posé AO1 Éolien posé AO2 Éolien flottant
l’évolution des dispositifs de soutien. Les baisses de coût ont été significatives ces dernières années, ce qui a facilité l’émergence de nombreux projets. En France, le rythme de progression constaté ces der-nières années reste pourtant inférieur à 1 GW par an, avec une année 2016 où moins de 600 MW ont été raccordés.
Les trajectoires à partir d’aujourd’hui : des dynamiques contrastées pour tenir compte des objectifs publics et des incertitudes sur le rythme de développement de chaque filière
Trois trajectoires pour le développement piloté des énergies renouvelables sont considérées dans le Bilan prévisionnel. Ces trajectoires sont déclinées par filière (éolien terrestre, éolien en mer, photo-voltaïque) et basées sur la PPE adoptée en octobre 2016. Celle-ci prévoit pour l’éolien une progression d’ici à 2023 comprise entre 1,5 et 2 GW par an, et pour le photovoltaïque une augmentation comprise entre 1,4 et 1,8 GW par an.
La première trajectoire (« rythme PPE haut ») est fondée sur l’atteinte, en 2023, des objectifs les plus ambitieux de la PPE actuelle. La trajectoire est prolongée de manière linéaire au-delà de 2023.
La seconde (« rythme PPE ») est basée sur l’atteinte, en 2023, de l’objectif minimal de la PPE. Là encore, le rythme ainsi obtenu est prolongé jusqu’en 2035.
La troisième (« rythme tendanciel ») suppose un déploiement des énergies renouvelables dans le pro-longement du rythme moyen observé au cours des dernières années. Dans cette trajectoire, les objectifs de la PPE ne sont pas atteints. Cette troisième tra-jectoire est utilisée (i) dans le cadre des scénarios et variantes associés au contexte économique le moins porteur et (ii) comme un test de sensibilité.
Les rythmes de progression des énergies renou-velables au-delà des échéances de la PPE ont été débattus avec les parties prenantes dans le cadre de la concertation organisée au premier semestre 2017.
Ces trois trajectoires dessinent autant de régimes de déploiement des énergies renouvelables. Passer du rythme tendanciel à l’atteinte des objectifs mini-maux de la PPE, ou de ceux-ci aux objectifs les plus
ambitieux de la PPE, nécessite une mobilisation des financements associés, mais aussi une rationalisa-tion des procédures d’autorisarationalisa-tion des nouvelles installations et des réseaux qui les raccordent, une diminution de la conflictualité juridique associée à leur développement, et une réflexion sur le traite-ment des aspects fonciers associés.
Dans les quatre scénarios portant sur l’horizon 2035, ces trajectoires constituent celles du cas de base. Les analyses menées dans le cadre du Bilan prévisionnel intègrent, dans certaines variantes, la possibilité que le développement des énergies renouvelables excède les objectifs publics. Dans ce cas, ce développement s’effectuerait sur des bases marchandes et sans financement public complé-mentaire : c’est alors la compétitivité relative des filières EnR considérées par rapport aux autres moyens (notamment thermiques) qui prime (voir
§ 2.2.3 infra).
Des trajectoires haute et médiane basées sur une forte accélération du développement du parc renouvelable pour atteindre l’objectif de 40 % de la production électrique en 2030
Les objectifs de déploiement des EnR seront prochai-nement actualisés par le Gouverprochai-nement pour l’année 2023, et prolongés par une échéance 2028, dans le cadre d’une nouvelle version de la PPE, annoncée pour le second semestre 2018. Dans ce cadre, des inflexions pourraient être décidées pour certaines filières. Les trajectoires retenues pour le Bilan prévi-sionnel, qui consistent à tirer « tout droit », jusqu’en 2035, à partir des points de passage actuellement prévus pour 2023, permettent d’étudier un large éventail de possibilités. Ces trajectoires ne présagent pas de la prochaine PPE et n’ont pas été établies sur la base d’une analyse des coûts visant à réaliser un panachage « optimal » des différents types d’énergies renouvelables. La trajectoire « rythme PPE haut » est ainsi particulièrement ambitieuse et prévoit une pro-duction de l’ordre de 314 TWh à horizon 2035. La trajectoire « rythme PPE » prévoit une production de 250 TWh à cette échéance.
Ces deux trajectoires sont mobilisées dans tous les scénarios de référence du Bilan prévisionnel. Elles assurent que l’objectif des 40 % pour 2030 est atteint ou en voie de l’être dans tous les scénarios.