Électrifier les secteurs les plus énergivores ferait baisser de 60% les émissions de CO2

L’électrification des transports, des bâtiments et de l’industrie pourrait aboutir à une réduction de 60 % des émissions de carbone en Europe d’ici à 2050.

L’UE affiche l’objectif de devenir le premier continent climatiquement neutre d’ici au milieu du siècle. Or, ce que l’on appelle le « couplage sectoriel » des réseaux de gaz et d’électricité pourrait apporter une contribution majeure à la réalisation de cette ambition, souligne un rapport de l’organisme de recherche BloombergNEF, publié le 11 mars.

Les transports, les bâtiments et l’industrie sont les plus gros consommateurs d’énergie en Europe. En tête de liste, le chauffage : on lui attribue près de la moitié de la consommation d’énergie de l’UE.

Ces secteurs continuent à fonctionner en vase clos et à dépendre essentiellement des combustibles fossiles, qui génèrent la majeure partie des émissions de gaz à effet de serre d’origine humaine.

Les relier tous ensemble à un système énergétique « hybride », combinant gaz et électricité, fait partie des dernières réflexions menées à Bruxelles pour diminuer drastiquement les émissions qu’ils produisent. Celles-ci sont considérées comme « difficiles à réduire », car ces trois secteurs ne peuvent être facilement électrifiés.

Pour mettre en place ce nouveau dispositif, il faudra investir massivement dans la production d’électricité propre et apporter des changements structurels aux règles du marché de l’énergie européen, indique le rapport.

Pourquoi les objectifs climat supposent d'électrifier l'UE

Le Green Deal pour l’UE qui doit être révélé au début de l’année 2020 suivra une stratégie visant à augmenter la part d’électricité dans le bouquet énergétique de l’UE.

« Il sera crucial que les gouvernements et les régulateurs adoptent une conception du marché de l’électricité qui permette aux promoteurs de projets éoliens et solaires, à ceux qui prévoient des installations de stockage de batteries ou des services de participation active de la demande, d’anticiper le niveau de rendement qui justifie leur investissement », relève Albert Cheung, responsable de la recherche chez BloombergNEF.

Bien que le concept de « couplage sectoriel » fasse l’objet de définitions divergentes, Gregory Kay, de BloombergNEF, pense qu’il peut être résumé en termes simples. « Il s’agit véritablement d’électrification », à la fois directe et indirecte, explique-t-il.

L’électrification directe passe par la multiplication des véhicules électriques dans le secteur des transports, et la diffusion à grande échelle de systèmes de chauffage électriques, tels que les pompes à chaleur, dans les bâtiments et certaines industries.

L’électrification indirecte, elle, implique l’adoption de l’« hydrogène vert » – produit par électrolyse en utilisant de l’électricité renouvelable – comme combustible pour fournir de la chaleur aux bâtiments et aux processus industriels.

75% de capacité électrique supplémentaire

Le couplage sectoriel nécessitera cependant un renforcement de la capacité électrique et la construction d’infrastructures connexes – lignes électriques, électrolyseurs et installations de conversion de l’électricité en gaz – qui entraîneront des coûts supplémentaires.

D’après le rapport, d’ici à 2050, la demande d’électricité au Royaume-Uni ou en Allemagne devrait être quasiment deux fois plus importante que « ce qu’elle serait sans le couplage sectoriel ». Dans l’ensemble, BloombergNEF estime que le système électrique nécessitera « 75 % de capacité de production supplémentaire » d’ici à 2050, par rapport ce que seraient les besoins en l’absence de couplage sectoriel.

Ces coûts devraient être compensés, dans une certaine mesure, par des synergies. Par exemple lorsque des pompes à chaleur seront utilisées pour le refroidissement d’un centre de données et que la chaleur excédentaire sera acheminée vers un réseau de chauffage urbain.

Néanmoins, la mesure du défi paraît vertigineuse pour le système électrique, souligne le rapport. D’après ses auteurs, le succès du couplage sectoriel dépendra de la flexibilité du dispositif face à la fluctuation de la demande. Concrètement, cela passera par la mise sur le marché de véhicules électriques « dynamiques » qui rechargent leurs batteries lorsque la demande d’électricité est la plus faible, ainsi que d’autres systèmes de chauffage « intelligents » ou d’équipements ménagers capables de répondre automatiquement aux variations de prix.

Le secteur de l’électricité compte sur les voitures électriques

L’Europe doit faire grimper la part de l’électricité dans le transport pour atteindre les objectifs de l’accord de Paris, selon l’association professionnelle Eurelectric.

Quel rôle pour le gaz à l’avenir ?

La Commission européenne partage en grande partie cette analyse. Dans ses scénarios climatiques à long terme pour 2050, elle indique que 53 % de la consommation énergétique de l’Europe devra alors être assurée par de l’électricité à faible teneur en carbone, produite à partir de sources d’énergie renouvelable et du nucléaire. Une proportion en hausse d’environ 22 % par rapport à la situation actuelle.

Mais la Commission ne rejoint pas BloombergNEF sur tous les points. Selon ses hypothèses, la part de l’électricité dans le bouquet énergétique de l’UE devra seulement doubler d’ici à 2050 pour que l’objectif de neutralité climatique soit atteint.

L’exécutif de l’UE semble notamment envisager que les gaz à faible teneur en carbone, comme l’hydrogène ou le biométhane, joueront un rôle plus important d’ici à 2050.

« Le couplage sectoriel n’est pas seulement une question d’électrification », assure Costas Stamatis, chargé de mission à la direction de l’énergie de la Commission. « Le plus important, c’est la manière dont les secteurs peuvent interagir entre eux » afin de contribuer à un système énergétique plus efficace et plus rentable, poursuit-il.

Le 10 mars, la Commission a annoncé le lancement d’une alliance européenne pour l’hydrogène propre. Une initiative destinée à promouvoir la production locale de gaz propres, afin de soutenir les ambitions vertes de l’UE.

La combinaison des infrastructures électrique et gazière est très largement soutenue au sein de la Commission. « Un système hybride reposant sur deux piliers est, selon nous, plus flexible, ce qui contribuerait nettement à la sécurité de l’approvisionnement », estime Klaus-Dieter Borchardt, directeur général adjoint du service de l’énergie de la Commission.

Pour le haut fonctionnaire, « la capacité de stockage » du système gazier constitue un bon exemple de la valeur future que le gaz pourra apporter dans une économie à faible teneur en carbone.

BloombergNEF ne nie pas que le gaz sera également appelé à jouer un rôle clé. Selon ses experts, le couplage sectoriel nécessitera un réseau plus vaste avec davantage d’interconnexions au réseau gazier, notamment pour les électrolyseurs et les installations de conversion de l’électricité en gaz.

« L’hydrogène étant crucial pour le couplage sectoriel, les décideurs politiques et les régulateurs devraient chercher à faciliter une intercommunication accrue entre les systèmes d’électricité et de gaz naturel, et s’efforcer de réduire les obstacles techniques et réglementaires à l’injection d’hydrogène dans le réseau de gaz », indique le rapport.

L’Europe s'interroge sur l'avenir de l'hydrogène vert

Un responsable néerlandais appelle la Commission à créer  un marché européen de l’hydrogène, pour permettre à la filière de se structurer. Mais les avantages de cette énergie verte ne font pas l’unanimité.

« Les molécules auront encore un rôle à jouer », note Albert Cheung en référence au réseau gazier. Cependant, ajoute-t-il, on ne sait pas encore précisément quel sera le mélange de gaz employé d’ici à 2050. Sur les rangs, plusieurs nouveaux gaz à faible teneur en carbone, tels que le biogaz, les gaz de synthèse, ou l’hydrogène vert et bleu.

Ce qui est clair, précise-t-il, c’est que le recours accru à des énergies renouvelables produites à petite échelle et le nombre croissant de véhicules électriques connectés rendront la gestion du réseau toujours plus complexe, en particulier au niveau de la distribution.

La stratégie sur le couplage sectoriel présentée en juin

L’importance relative de l’électricité et du gaz dans le bouquet énergétique de l’UE en 2050 a fait l’objet d’un débat – et d’un lobbying – intense à Bruxelles au cours des derniers mois.

Mais malgré les incertitudes, la Commission espère vivement que le couplage sectoriel permettra à terme de réduire drastiquement les émissions dans des secteurs économiques où elles paraissent inamovibles.

« D’ici au mois de juin, nous proposerons une stratégie sur l’intégration des secteurs intelligents », a indiqué la commissaire européenne à l’énergie, Kadri Simson. « L’électrification jouera un rôle clé dans l’utilisation accrue des énergies renouvelables et nous devons explorer de nouveaux carburants à faible teneur en carbone comme l’hydrogène », a-t-elle ajouté.

La stratégie doit permettre d’obtenir d’importantes réductions des émissions, « par des moyens accessibles pour les particuliers et les entreprises » dans des secteurs où la décarbonisation n’est pas simple, tels que l’industrie, les transports, le chauffage et le refroidissement, ainsi que l’agriculture, a précisé Kadri Simson.

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