Découvrez comment RTE se prépare à une forte électrification de notre société d'ici à 2050 ?
Un contexte énergétique, climatique et géopolitique chargé
Le paysage énergétique mondial est en pleine transformation, et la France ne fait pas exception. En 2024, le pays s'appuie encore fortement sur une combinaison de sources d'énergie, avec une majorité de sa production d'électricité provenant du nucléaire (près de 70 %), tandis que les énergies renouvelables (solaire, éolien, hydraulique) représentent environ 23 %. Les combustibles fossiles, bien que jouant un faible rôle dans la production électrique, demeurent essentiels dans des secteurs comme les transports et le chauffage, où ils représentent encore plus de 60 % de la consommation totale d'énergie. Au total, la France consomme annuellement environ 1600 TWh d'énergie finale dont près de 480 TWh d'électricité, le reste étant assuré par les énergies fossiles.
La France s'est engagée lors des accords de Paris à atteindre la neutralité carbone à l'horizon 2050. Cet objectif nécessite une transformation radicale de son système énergétique, avec une réduction massive de l'utilisation des énergies fossiles et une montée en puissance des énergies renouvelables et de l'électrification des usages. Ce rapport publié en 2021 dans un contexte tendu, marqué par la crise énergétique et les tensions géopolitiques, rend encore plus urgent de repenser le modèle énergétique français.
Présentation du rapport RTE
C'est donc dans ce cadre que le rapport "Futurs énergétiques 2050" de RTE (Réseau de Transport d'Électricité) joue un rôle essentiel. Ce rapport présente plusieurs scénarios prospectifs visant à identifier les chemins possibles pour atteindre la neutralité carbone d’ici 2050.
Le rapport étudie divers mix énergétiques, en tenant compte des contraintes technologiques, économiques et environnementales. Il met en lumière les choix que la France doit faire aujourd'hui pour garantir un avenir énergétique soutenable. Chacun de ces scénarios présente des avantages et des défis spécifiques, notamment en ce qui concerne la part respective des énergies renouvelables, du nucléaire et la gestion de la demande énergétique croissante. Plus qu'une simple étude technique, ce rapport se veut un outil d’aide à la décision pour les pouvoirs publics, les entreprises et les citoyens, afin de bâtir un modèle énergétique résilient et décarboné.
Quels scénarios pour respecter les accords de Paris ?
Dans son rapport RTE propose six scénarios pour atteindre la neutralité carbone. Ces scénarios se différencient principalement par le mix énergétique et les technologies utilisées. Les scénarios varient en fonction de la part accordée à l’énergie nucléaire et aux énergies renouvelables (ENR), mais tous envisagent une électrification massive des usages et sont récapitulés dans le tableau suivant :
Dans tous les cas, la production d’électricité devra presque doubler pour répondre aux besoins croissants liés à l’électrification des usages (mobilité, chauffage, industrie…).
Consommation et électrification des usages
L'un des enjeux majeurs soulevés par le rapport RTE est l'augmentation de la demande d'électricité dans les décennies à venir. En 2022, la consommation d'électricité en France était d'environ 480 TWh, mais elle est appelée à croître pour atteindre 650 à 750 TWh d'ici 2050. Cette augmentation est liée à l'électrification massive des usages dans de nombreux secteurs : transport, chauffage, et industrie.
Le rapport met l'accent sur le fait que cette électrification est indispensable pour atteindre la neutralité carbone, l'électricité étant une source d'énergie décarbonée lorsqu'elle est produite à partir de renouvelables ou de nucléaire. Elle offre également un bien meilleur rendement énergétique que les énergies fossiles. Par exemple :
Transport : Une voiture électrique consomme beaucoup moins d'énergie qu'une voiture thermique. Le rendement d'une voiture thermique (20-30 %) est largement inférieur à celui d'une voiture électrique (80-90 %), car la majeure partie de l'énergie est perdue sous forme de chaleur dans les moteurs thermique. En conséquence, même si toute la flotte de véhicules devait passer à l'électricité, cela n'augmenterait pas la consommation énergétique finale de manière proportionnelle à la consommation actuelle de carburants fossiles.
Chauffage : Le passage des systèmes de chauffage au fioul ou au gaz vers des systèmes électriques, notamment via des pompes à chaleur, permet de réaliser des gains considérables d'efficacité. Les pompes à chaleur peuvent générer trois à quatre fois plus d'énergie thermique qu'elles n'en consomment en électricité, ce qui réduit la quantité totale d'énergie nécessaire pour chauffer les bâtiments.
Industrie : De nombreux processus industriels lourds, qui utilisent actuellement des énergies fossiles (gaz, charbon), peuvent être électrifiés. Par ailleurs, pour les industries où l'électrification est plus difficile, l'utilisation d'hydrogène vert (produit par électrolyse à partir d'électricité renouvelable) est envisagée comme une alternative.
Au final, bien que la demande d'électricité va augmenter d'ici à 2050, cette transition ne signifie pas que la France devra remplacer les 1600 TWh d'énergie finale consommée aujourd'hui par 1600TWh électriques. En effet, grâce à l'électrification, une grande partie des besoins actuels en combustibles fossiles peut être satisfaite avec moins d'énergie, en raison de l'efficacité accrue des systèmes électriques. Par exemple, une voiture électrique nécessitera moins d'énergie totale qu'une voiture thermique pour parcourir la même distance.
Cela explique pourquoi le rapport prévoit une augmentation de la consommation d'électricité à 650-750 TWh d'ici 2050, tout en remplaçant une part importante de l'énergie actuellement fournie par les combustibles fossiles. L'efficacité des systèmes électriques permet donc de compenser une partie des besoins énergétiques, réduisant ainsi la demande globale en énergie finale, même avec une électrification croissante. Cette électrification des usages est donc un pilier essentiel de la transition énergétique, mais elle repose également sur une évolution technologique et des gains en efficacité qui permettront de limiter la demande totale d'énergie finale en 2050, tout en décarbonant l'économie française.
La décarbonation du mix énergétique : un défi technologique
Tous les scénarios s’accordent sur la nécessité de décarboner le mix énergétique pour atteindre la neutralité carbone. Cela passe par :
Énergies renouvelables : Le rapport préconise un développement massif des énergies renouvelables, notamment l’éolien et le solaire photovoltaïque. La capacité installée en éolien terrestre pourrait être multipliée par trois à quatre, et celle du solaire par six à huit. L’éolien en mer jouerait également un rôle central dans les scénarios les plus ambitieux.
Nucléaire : Selon les scénarios, le nucléaire resterait un pilier important, avec une place plus ou moins importante selon les choix de société et les orientations politiques à venir. L’extension de la durée de vie des réacteurs existants et la construction de nouveaux réacteurs (EPR2) sont envisagées.
Hydrogène : Le rapport met également en avant l’hydrogène décarboné comme un vecteur énergétique complémentaire à l’électricité pour des secteurs difficiles à électrifier, notamment l’industrie lourde et les transports longue distance.
Aujourd'hui, le nucléaire est une technologie fiable et parfaitement maitrisée à grande échelle en France. En revanche, le rapport RTE reconnaît que les ENR ainsi que l'hydrogène soulèvent des questions importantes.
En effet, l’un des enjeux majeurs associés aux ENR est leur caractère intermittent. Contrairement au nucléaire, qui fournit une énergie de base stable, les énergies renouvelables dépendent des conditions météorologiques : l'éolien ne produit de l'électricité que lorsque le vent souffle, et le solaire uniquement lorsqu'il y a du soleil. Cette intermittence crée des périodes de surproduction ou de sous-production qui peuvent compromettre la stabilité du réseau électrique.
Pour répondre à ce défi, le rapport propose plusieurs solutions complémentaires :
Développement des capacités de stockage : Le stockage de l'énergie, via des batteries ou des technologies comme les stations de transfert d'énergie par pompage (STEP), est l'une des options envisagées pour compenser l’intermittence. Le rapport souligne toutefois que les capacités actuelles de stockage restent insuffisantes pour absorber la variabilité des ENR à grande échelle.
Réseaux électriques intelligents et interconnexions : Le renforcement des interconnexions avec les pays voisins et la mise en place de réseaux intelligents (smart grids) peuvent aider à mieux répartir la production d'électricité en fonction des besoins. En exportant le surplus d’électricité produit lors des pics de production ou en important de l’énergie en cas de pénurie, ces interconnexions contribuent à stabiliser le système.
Gestion de la demande : Le rapport suggère également des mécanismes d’effacement ou de gestion de la demande, qui permettent de moduler la consommation électrique en fonction de la disponibilité de l'énergie. Par exemple, les entreprises et les ménages pourraient réduire leur consommation pendant les périodes de pointe.
Concernant l'hydrogène à présent, le rapport RTE lui accorde également une place significative. L'hydrogène est perçu comme un complément stratégique à l’électrification pour décarboner les secteurs où l’électrification directe est plus difficile (industrie lourde, transports longue distance). Toutefois, RTE souligne que l'hydrogène n'est pas une solution miracle et que plusieurs contraintes doivent être surmontées.
Production d’hydrogène vert : Pour que l’hydrogène soit véritablement décarboné, il doit être produit par électrolyse à partir d'électricité renouvelable ou nucléaire (on parle alors d’hydrogène vert). Actuellement, la production d'hydrogène vert est encore marginale par rapport à l'hydrogène gris, qui est produit à partir de gaz naturel et émet beaucoup de CO2. Le développement massif de l’hydrogène vert nécessitera des investissements considérables dans des électrolyseurs et des infrastructures de production. Le rapport RTE insiste globalement sur la nécessité d'adopter des solutions technologiques compatibles avec les contraintes environnementales locales, ce qui inclut la gestion durable de l'eau en tant que ressource, notamment dans les régions où le stress hydrique est déjà un enjeu.
Stockage et transport : L’hydrogène est une molécule difficile à stocker et à transporter. Sa faible densité énergétique volumétrique signifie qu’il faut le comprimer ou le liquéfier, ce qui demande beaucoup d’énergie. Le rapport souligne que ces défis techniques doivent être résolus avant que l’hydrogène puisse être utilisé à grande échelle.
Coûts et maturité technologique : Actuellement, le coût de production de l’hydrogène vert est beaucoup plus élevé que celui des combustibles fossiles. RTE reconnaît que des avancées technologiques et des baisses de coûts sont nécessaires pour rendre l'hydrogène compétitif. Il faudra également mettre en place des infrastructures de transport et de distribution de l'hydrogène, un défi logistique et économique.
Le rapport conclut que, dans tous les scénarios, la France devra s'appuyer sur un mix énergétique diversifié, combinant nucléaire et énergies renouvelables, tout en tenant compte des défis spécifiques de chaque technologie. Les ENR nécessitent des solutions pour gérer l’intermittence, tandis que l’hydrogène doit encore surmonter plusieurs barrières technologiques et économiques avant de jouer un rôle central dans le système énergétique.
Des investissements massifs indispensables pour atteindre les objectifs de l'Accord de Paris
Le rapport RTE estime que la transition énergétique de la France nécessitera entre 650 et 1 000 milliards d’euros d’ici 2050. Ces investissements devront être répartis entre plusieurs secteurs clés :
Énergies renouvelables : Une part importante des fonds sera allouée au développement de nouvelles capacités solaires et éoliennes, qui doivent être multipliées par 3 à 6 d'ici 2050, en particulier avec des projets d'éolien en mer.
Réseaux électriques : Le renforcement des réseaux de transport et de distribution d’électricité est essentiel pour intégrer la production décentralisée des ENR et gérer leur intermittence. Le développement des réseaux intelligents et des interconnexions avec les pays voisins sera également nécessaire.
Nucléaire : Les scénarios qui prévoient une part importante du nucléaire impliquent des investissements dans le prolongement de la durée de vie des réacteurs actuels et la construction de nouveaux réacteurs (EPR).
Stockage et flexibilité : Les technologies de stockage (batteries, STEP) et les mécanismes de gestion de la demande seront indispensables pour stabiliser l’approvisionnement face à l’intermittence des ENR.
Hydrogène : Le développement de la filière hydrogène vert, bien que coûteux, est vu comme une solution clé pour décarboner les secteurs difficiles à électrifier.
En termes de financement, RTE envisage une combinaison de financements publics et privés, d’aides européennes (comme le Green Deal), et de revenus issus de mécanismes de tarification du carbone (comme le marché européen des quotas). Ces sources aideront à soutenir les projets prioritaires pour la transition.
Le rapport insiste toutefois que les scénarios de sortie du nucléaire dès 2050 (M0) ou fondés majoritairement sur le solaire diffus (M1) sont significativement plus onéreux que les autres options.
La souveraineté énergétique comme source d'emploi et de compétitivité industrielle
Le rapport RTE souligne que la transition vers un mix électrique décarboné aura des impacts économiques majeurs, avec à la fois des effets positifs et négatifs.
Les création d’emplois :Le développement des énergies renouvelables (solaire, éolien) et les investissements dans les infrastructures énergétiques devraient générer des milliers d'emplois. La construction de nouvelles capacités de production, notamment l’éolien en mer, et la rénovation des réseaux électriques actuels nécessiteront une main-d'œuvre importante. Les filières industrielles liées aux technologies bas-carbone, comme les batteries, les systèmes de stockage d'énergie, et l'hydrogène vert, sont également des moteurs potentiels de création d'emplois. De plus, les nouvelles centrales nucléaires (EPR) offriront des opportunités d’emplois dans le secteur nucléaire, tant dans la construction que dans la maintenance.
La compétitivité industrielle : Une électricité décarbonée et compétitive est un atout pour les industries à forte consommation d’énergie, telles que la sidérurgie, la chimie, ou l’aluminium, qui cherchent à réduire leur empreinte carbone. Le rapport met en avant que la disponibilité d'une électricité propre et à un prix compétitif pourrait renforcer l'attractivité économique de la France, notamment dans le cadre de la réindustrialisation et du rapatriement de certaines industries.
Le coût pour les consommateurs : Cependant, à court terme, les coûts de l’électricité pourraient augmenter en raison des investissements massifs nécessaires pour financer la transition (infrastructures, nouvelles centrales, etc.). Malgré cette augmentation, le rapport anticipe que le coût de l'électricité restera compétitif à moyen et long terme par rapport aux autres sources d'énergie, grâce à la réduction des coûts technologiques (ENR, nucléaire) et à une moindre dépendance aux énergies fossiles importées.
Que conclut RTE ?
Le rapport RTE conclut que la transition énergétique vers un système décarboné est non seulement réalisable mais aussi indispensable pour répondre aux défis climatiques. Tous les scénarios envisagent une montée en puissance de l’électricité, avec des mix combinant, à des degrés divers, nucléaire et énergies renouvelables. Les décisions prises dans les années 2020-2030 seront cruciales pour orienter la trajectoire future, tant en termes de sécurité énergétique que de compétitivité économique.
Ce rapport est donc un cadre essentiel pour les discussions politiques et industrielles sur l’avenir énergétique de la France, et il démontre l’importance de préparer dès aujourd’hui les investissements et les réformes nécessaires pour réussir cette transition.
La synthèse par Blanc Carbone
Pour atteindre les objectifs des Accords de Paris, la France doit s'engager dans une électrification massive de ses usages. Cela concerne non seulement les secteurs résidentiels, mais aussi des industries qui reposent encore largement sur les combustibles fossiles. À ce titre, le rapport RTE est un outil fondamental pour éclairer les décisions des responsables politiques et économiques. Il faut saluer ici le travail réalisé par RTE, pour avoir défini et quantifié les différentes opportunités qui s'offrent à nous. La neutralité carbone ne sera atteinte que si les choix technologiques et les investissements sont faits de manière informée, et ce rapport fournit le cadre nécessaire pour avancer.
Sur le plan technique, les scénarios fortement basés sur le nucléaire sont clairement faisables. La France possède une expertise reconnue dans ce domaine, avec des technologies éprouvées pour maintenir une production stable. Du côté des énergies renouvelables, bien que nous soyons aussi capables de déployer massivement des technologies comme l’éolien et le solaire, leur dépendance aux conditions météorologiques introduit un défi de taille : la gestion de l’intermittence. Cette dernière repose sur des avancées technologiques, notamment en matière de stockage d’énergie qui devront impérativement être réalisées pour garantir la stabilité du réseau. Le caractère diffus de ces sources d'énergies vient également rajouter une contrainte sur le réseau de transport de l'électricité. L'hydrogène, quant à lui, en est encore à ses balbutiements. Le rapport RTE met en avant son potentiel pour décarboner des secteurs difficiles à électrifier comme l'industrie lourde. Cependant, la technologie doit encore mûrir et faire face à des défis liés au stockage, au transport et aux coûts de production tout en respectant les contraintes hydriques présentes ou à venir des territoires sur lesquels les infrastructures seront déployées. Malgré tout, il faudra y aller, car son rôle dans la transition industrielle est crucial.
Sur le plan financier, les scénarios sont tous coûteux à court terme mais sont rentables sur le long terme. Les scénarios qui prévoient une sortie complète du nucléaire (M0) sont les plus coûteux. Ils nécessitent une accélération extrême du déploiement des énergies renouvelables et des infrastructures associées, rendant la facture finale bien plus élevée que dans les scénarios incluant une part de nucléaire. Même si tous les scénarios impliquent des investissements massifs (entre 650 et 1 000 milliards d’euros), ceux qui maintiennent une part de nucléaire, comme N1 ou N2, sont généralement plus compétitifs à long terme et présente des incertitudes bien plus maitrisées. Il est important de souligner que, quel que soit le scénario choisi, ces investissements auront un impact à court terme sur les citoyens et les entreprises, qui verront probablement une augmentation des coûts de l’électricité (kWh). Toutefois, à plus long terme, cette électrification sera rentable, et les coûts énergétiques devraient baisser une fois que les infrastructures seront amorties et que la dépendance aux combustibles fossiles aura été réduite.
Enfin, un des points cruciaux soulevés par le rapport est la nécessité de renforcer la souveraineté énergétique de la France en réduisant sa dépendance aux énergies fossiles importées, comme le gaz et le pétrole. L’électrification de la société, couplée à un mix basé sur le nucléaire et les énergies renouvelables, permettrait d'atteindre cet objectif. Dans ce cadre, le développement du nucléaire et des ENR constitue une double opportunité : celle d’assurer une sécurité d’approvisionnement tout en limitant la vulnérabilité de la France aux fluctuations des prix des combustibles fossiles sur les marchés internationaux.
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Le rapport RTE est rassurant parce qu'il montre qu'il existe plusieurs feuilles de route qui nous mènent collectivement à un respect des accords de Paris. En revanche, il met en avant très clairement que la transition énergétique est non seulement nécessaire mais qu'elle est urgente.
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