Les possibilités de l’avenir énergétique

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Les possibilités de l’avenir énergétique

Une nouvelle étude de l’Empa montre combien il nous reste à faire si la Suisse veut se passer des énergies fossiles à l’avenir. Deux solutions se présentent à nous: stocker de grandes quantités d’énergie en été et limiter notre demande en hiver, ou produire et transporter de l’énergie du "sud ensoleillé" ou du "nord venteux" mondial. Les chercheurs de l’Empa considèrent leur étude comme une incitation à la réflexion pour la politique et la société.

Si nous voulons nous débarrasser des combustibles fossiles à l’échelle nationale, il y a beaucoup à faire. Ce sera un projet de génération, c’est clair. Les chercheurs de l’Empa Martin Rüdisüli, Sinan Teske et Urs Elber ont calculé la longueur et la pente du chemin vers un approvisionnement énergétique durable; leur étude a été publiée fin juin dans la revue spécialisée "Energies".

Les chercheurs ont choisi une approche prudente et ont d’abord collecté des données réelles sur la consommation d’électricité, les besoins en chauffage et la consommation d’eau chaude en Suisse. Ces données ont ensuite servi de base à une longue réflexion. Les besoins en électricité de la Suisse sont encore assez faciles à déterminer : Le gestionnaire de réseau suisse Swissgrid fournit des valeurs détaillées pour chaque quart d’heure chaque jour de l’année. Cela se complique avec les besoins en énergie de chauffage et en eau chaude. Les experts de l’Empa ont utilisé les données du fournisseur de chauffage urbain REFUNA, qui approvisionne plusieurs communes de la vallée inférieure de l’Aar en chaleur résiduelle de la centrale nucléaire de Beznau. Une analyse des données a montré que les besoins en chaleur des maisons raccordées correlle assez bien avec la température extérieure et que, la nuit, lorsque la température dépasse 18 degrés Celsius, la chaleur n’est donc utilisée que pour l’eau de service et l’eau de douche.

Pour leur exercice de réflexion, les chercheurs ont maintenant fait diverses hypothèses. Tout d’abord, la plupart des Suisses se comportent comme les habitants de la basse vallée de l’Aar et vivent dans des bâtiments similaires. Deuxièmement, afin d’échapper au mazout et au gaz naturel, les besoins de chauffage de tous les bâtiments seront d’abord réduits d’environ 42 % grâce à des mesures de rénovation ; ensuite, 3/4 des autres besoins de chauffage dans les maisons et appartements rénovés seront réalisés avec des pompes à chaleur électriques. Troisièmement : la mobilité sera électrifiée dans la mesure où environ 2/3 de tous les déplacements en voiture privée pourront se faire à l’électricité, ce qui correspond à environ 20% de tous les kilomètres parcourus. En revanche, le transport de marchandises et les longs trajets ne sont pas si faciles à changer, c’est pourquoi ils ont été exclus de l’électrification de la mobilité dans l’étude.

Les centrales nucléaires ne jouent plus aucun rôle dans l’étude de l’Empa, car l’abandon progressif de l’énergie nucléaire a été décidé depuis le référendum sur la loi sur l’énergie de mai 2017. Les cher-cheurs s’attendaient donc à une forte expansion du photovoltaïque ; la moitié de toutes les surfaces de toiture en Suisse jugées bonnes à particulièrement adaptées dans le cadre du projet www.sonnendach.ch sont équipées de cellules solaires. Cela correspond à environ un tiers de toutes les surfaces de toiture en Suisse.

Ensuite, les chercheurs ont déterminé la consommation d’électricité résultante, qui devrait augmenter d’environ 13,7 térawattheures par an en raison des pompes à chaleur et des véhicules électriques - c’est-à-dire d’environ 25 % par rapport à aujourd’hui. Mais ce qui est encore plus alarmant, c’est le dé-calage temporel entre la production et la demande d’électricité : les cellules solaires produisent le plus d’électricité en été, mais les pompes à chaleur et les voitures chauffées consomment une quantité par-ticulièrement importante d’électricité surtout en hiver. Il en résulte un déficit saisonnier de l’offre.

Cela pourrait être compensé par l’importation d’électricité des pays voisins, comme c’est déjà le cas aujourd’hui avec une offre insuffisante. Mais notre bilan CO2 en souffrira probablement, car l’électricité en provenance d’Europe aggrave souvent considérablement le bilan CO2 de la Suisse, qui a été si soi-gneusement électrifiée. Les pompes à chaleur et les voitures électriques ne sont donc grandement bé-néfiques pour le climat que si l’électricité dont elles ont besoin est également renouvelable.

Mais l’étude de l’Empa fournit également des informations précieuses sur la mise en oeuvre d’un ap-provisionnement énergétique à faible émission de CO2. Tout d’abord, il est plus judicieux de remplacer les systèmes de chauffage au mazout par des pompes à chaleur si les bâtiments sont isolés à l’aide d’une technologie de pointe. Parce qu’une pompe à chaleur sans isolation appropriée est nettement moins efficace. Deuxièmement, chaque centrale nucléaire doit être remplacée par environ huit fois la puissance photovoltaïque. Pourquoi - Une centrale nucléaire fournit environ 8 000 heures d’électricité par an - une cellule solaire, cependant, seulement 1 000 heures. Cela signifie un grand nombre de panneaux solaires - sur toutes les surfaces disponibles. Troisièmement, nous avons besoin de la plus grande capacité de stockage possible pour l’énergie solaire. Il peut s’agir d’installations locales de stockage sur batterie, d’installations d’accumulation par pompage ou d’autres technologies de stock-age, en particulier le stockage de chaleur (géothermie),mais aussi les technologies permettant de transformer l’électricité en sources d’énergie chimique. En effet, le soleil ne brille assez fort que quelques heures par jour pour remplir les réservoirs de stockage. Pour le reste du temps, l’énergie stockée doit durer. Quatrièmement, nous devons créer des installations saisonnières de stockage de chaleur afin de pouvoir réduire les besoins en électricité des pompes à chaleur en hiver. Cinquième-ment, nous devons mieux faire correspondre l’offre et la demande d’énergie. Il y aura beaucoup d’énergie solaire et de chaleur en été, mais en hiver, l’énergie renouvelable en particulier sera une den-rée rare (et donc coûteuse) à l’avenir. Sixièmement, et c’est une bonne nouvelle : l’électromobilité ne met pas la facture sens dessus dessous. Selon les hypothèses retenues, la recharge quotidienne des véhicules électriques à domicile, au travail ou en magasin ne génère que des pointes relativement faibles de la demande d’électricité par rapport à l’électricité utilisée pourl’approvisionnement en cha-leur. Pour ce faire, il faut toutefois disposer de réseaux de grande capacité appropriés.

Si d’autres énergies renouvelables telles que l’énergie éolienne, l’énergie géothermique, la biomasse et un peu plus d’hydroélectricité sont réalisées à l’avenir en hiver, le déficit de couverture sera réduit, mais il ne sera probablement pas possible de le combler complètement. L’électrification de la chaleur et de la mobilité ne résoudra donc pas à elle seule le problème. "Pour que la conversion durable de notre système énergétique réussisse, nous avons besoin de technologies de stockage de l’énergie à court et à long terme, c’est-à-dire saisonnières. C’est pourquoi nous ne devons pas monter les secteurs de l’énergie les uns contre les autres, mais garder toutes les options techniques ouvertes", déclare Martin Rüdisüli. Sinan Teske ajoute : "Nous devons apprendre de la nature comment gérer l’énergie solaire, qui n’est pas disponible toute l’année. Nous pourrions stocker autant que possible en été et limiter nos besoins en hiver. Ou nous pourrions chercher des partenaires dans l’hémisphère sud qui pourraient récolter l’énergie solaire et la livrer à la Suisse en hiver, et vice versa".