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Risques liés à l'approvisionnement en électricité renouvelable

 

Dans le cadre de sa Stratégie énergétique 2050 (SE 2050), la Suisse prévoit de remplacer l’énergie nucléaire par de l’électricité renouvelable. Ce changement de stratégie risque d’entraîner des problèmes d’alimentation dans un pays qui compte sur la fiabilité de son approvisionnement en électricité. Les chercheurs ont établi que de nombreuses combinaisons d’électricité éolienne et solaire, indigène et importée, pouvaient fonctionner, et qu’une large majorité des citoyens suisses étaient favorables à ces mix énergétiques.

Contexte (projet de recherche terminé)

L’hydroélectricité et d’autres sources fournissent actuellement quelque 70 % de l’électricité suisse, ce qui laisse environ 30 % de la production à migrer du nucléaire vers les énergies renouvelables. Ceci implique notamment les nouveaux risques suivants:

  • l’intermittence (p. ex. lorsque le soleil ne brille pas, le vent ne souffle pas ou les cours d’eau sont gelés),
  • les dégâts météorologiques extrêmes causés au réseau électrique (p. ex. en raison de tempêtes, du givre, de glissements de terrain, etc.), et
  • l’opposition publique freinant la construction de moyens de production d’énergie renouvelable (panneaux solaires ou éoliennes) et de lignes électriques.

Les solutions envisageables en matière d’électricité renouvelable exigent de trouver un compromis: bien qu’elles ne soient pas très populaires et bénéficient de conditions de vent très inégales en Suisse, les éoliennes sont faciles à raccorder au réseau; l’énergie solaire en provenance d’Afrique du Nord est prévisible et bien acceptée, mais nécessite des lignes électriques traversant plusieurs pays.

But

Ce projet vise à soutenir les responsables politiques chargés de décider dans quelle quantité la Suisse pourrait projeter de produire de l’énergie renouvelable et à quel endroit. À cet effet, les risques susmentionnés associés aux quatre options principales de développement de l’électricité renouvelable ont été étudiés: éoliennes en Suisse, panneaux photovoltaïques sur les toitures suisses et dans des fermes solaires, éoliennes offshore en Mer du Nord et centrales solaires à concentration (CSP) en Afrique du Nord.

Résultats

Il est apparu que la Suisse pouvait sortir progressivement du nucléaire et passer aux énergies renouvelables sans risquer de problèmes d’intermittence, à condition de ne pas s’appuyer exclusivement sur le photovoltaïque. En effet, l’hydroélectricité Suisse est en mesure de compenser une intermittence limitée, quoiqu’un peu moins en hiver lorsque la production photovoltaïque est faible et que les cours d’eau suisses ont un débit réduit. L’énergie éolienne venue de la Mer du Nord est particulièrement bien adaptée au système électrique suisse car elle est plus stable que l’énergie photovoltaïque et produit davantage d’électricité en hiver. De plus, aussi bien l’éolien en Mer du Nord que le photovoltaïque venu d’Afrique du Nord seront probablement meilleur marché que de recourir au gaz naturel.

Le risque de coupures dues à des phénomènes météo extrêmes dépend des sources d’approvisionnement: dans la perspective d’un avenir avec une grande part d’importations, une redondance suffisante dans les corridors de transport, des équipements de qualité supérieure et des procédures efficaces permettent de limiter le risque, sans compter le tampon à court terme que procure l’hydroélectricité suisse.

Un sondage mené auprès des citoyens suisses a révélé une préférence systématique pour l’électricité solaire et – dans une moindre mesure – éolienne, issue d’installations construites dans des zones industrielles et commerciales existantes, y compris les stations de ski par exemple. On distingue cinq groupes de sondés, dont trois possèdent un profil très spécifique: les «pro-renouvelables», les «pro-Suisse» et les «pro-paysage». Les deux groupes les plus grands sont les «modérés» et un groupe composé d’«opposants au status quo» sur l’utilisation de l’énergie nucléaire. Tous les groupes hormis les «pro-paysage» (95 % des répondants) préfèrent l’électricité produite en Suisse et tous les groupes sauf les «pro-Suisse» (84 % des répondants) acceptent les importations d’électricité renouvelable, de préférence en provenance d’installations exploitées par les services publics suisses. Le gaz naturel est moins populaire que les énergies renouvelables nationales ou importées.

Concernant les fermes solaires en Suisse, il y a une opposition majeure entre l’utilisation des terres à des fins naturelles et agricoles ou à des fins d’infrastructure. De plus, en raison de la nécessité d’obtenir des permis et de réaliser des connexions au réseau, les fermes solaires ne sont pas intéressantes pour les services publics étant donné les prix de gros actuels de l’électricité. Les installations photovoltaïques en toiture sont uniquement en concurrence avec les tarifs électriques résidentiels, qui sont plus élevés en raison des taxes de réseau et des impôts. L’installation de panneaux photovoltaïques sur des infrastructures comme les paravalanches est possible, mais ce type de projets demeure encore expérimental et coûteux.

Importance

Implications pour la recherche

Les scientifiques distinguent deux nouveaux axes de recherche:

  • développer des moyens de visualiser les infrastructures énergétiques dans le paysage existant afin d’en évaluer l’acceptation, et
  • étudier de façon empirique la vulnérabilité du réseau en se basant sur des données d’un SIG pour analyser les corrélations spatio-temporelles entre les conditions météorologiques et les défaillances du réseau.

Implications pour la pratique

Deux implications majeures apparaissent concernant la mise en œuvre de la SE 2050:

  • La SE 2050 peut être élargie aux importations d’électricité éolienne et solaire, dans la mesure où celles-ci semblent meilleur marché. Des installations détenues et contrôlées par la Suisse seraient préférables.
  • Les parties prenantes locales, cantonales et nationales ont des interprétations divergentes de la SE 2050. En l’absence de débat visant à résoudre ces désaccords sur les priorités, des conflits et des retards sont probables.

Titre original

New risks: Potential supply interruptions and stakeholder views on the growth of renewable electricity in Switzerland

Responsables du projet

  • Prof. Anthony Patt, Institute for Environmental Decisions Natural and Social Science Interface, ETH Zürich
  • Dr. Oscar van Vliet, Departement Umweltsystemwissenschaften, ETH Zürich