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Stockage Transition énergétique

Stocker l’électricité pour faire le plein d’énergies renouvelables

Réaliser l’équilibre entre l’offre et la demande en électricité, c’est le défi posé par les énergies renouvelables. À l’heure où la part des énergies éoliennes et solaires progresse, la maîtrise du stockage apparaît comme essentielle. Des solutions collectives ou individuelles déjà en place aux recherches en cours, où en est-on ? Inventaire.

C’est l’un des arguments les plus éculés des opposants à l’énergie éolienne ou solaire : l’intermittence. Soumises aux conditions météorologiques ou à la présence de soleil, ces énergies renouvelables (EnR) ne sont pas toujours en phase avec la demande en électricité. Toutefois, les objectifs fixés par l’État ne laissent aucune ambiguïté. Avec 40 % de production électrique issue des énergies renouvelables d’ici 2030, la transition énergétique va singulièrement s’accélérer. Dans ce contexte, la progression des capacités de stockage tout comme les innovations sont nécessaires pour accompagner la montée en puissance des EnR.

Produire c’est stocker

Les centrales solaires thermodynamiques ont un avantage majeur. Elles permettent de continuer à produire de l’électricité une fois la nuit tombée. Plusieurs technologies existent, mais le principe reste le même. Concentrer les rayons du soleil à l’aide de miroir afin de pouvoir chauffer un liquide caloporteur (huile ou sels fondus). Ce fluide peut ensuite être stocké, transformé en vapeur pour faire tourner une turbine. Ainsi, la production d’électricité peut être prolongée de 16 heures. Les centrales peuvent donc fonctionner jour et nuit avec un ensoleillement maximal. C’est pourquoi elles sont aujourd’hui situées en Californie, au sud de l’Espagne, ou encore au Maroc. Reste que le coût au kWh est plus cher que le photovoltaïque.

Courants porteurs

Si l’électricité ne se stocke pas de façon durable et efficace, des solutions matures existent. C’est le cas des stations de transfert d’énergie par pompage (STEP). Le principe est simple et permet de stocker de grande quantité d’énergie électrique sous forme… d’eau. Située dans des bassins à des altitudes différentes, l’eau peut être pompée ou relâchée (turbinée). Le pompage utilise un surplus de la production électrique. À l’inverse, le turbinage injecte de l’électricité pour répondre aux pics de consommation. C’est la solution de stockage la plus utilisée dans le monde. La moitié des plus de 400 STEP en activité est en Europe. Sur le plan individuel, une autre solution bien connue est celle des ballons d’eau chaude. Associés à des panneaux photovoltaïques, ils peuvent ainsi restituer l’énergie, plus tard, et ce sous forme de chaleur.

En batterie

Stationnaires et décentralisées, les batteries sont un autre moyen de stockage quoique de plus petite intensité. Elles peuvent répondre aux besoins d’autoconsommation photovoltaïque des particuliers ou encore être déployées dans des microréseaux. Seule leur densité énergétique (nombre de kWh par kg ou litre) représente encore un frein. Si le XXe siècle s’est construit sur le pétrole, c’est en raison d’une densité énergétique 35 fois supérieure à celle d’une batterie au lithium. Et quand bien même ce métal rare et cher serait remplacé par le sodium-ion, les impacts environnementaux seraient loin d’être satisfaisants. De plus, aucune batterie n’offre une densité énergétique permettant un stockage massif à l’échelle des besoins de la transition énergétique.

L’heure H2

L’espoir viendrait-il alors de l’hydrogène ? Le « Power to Gaz » permet de transformer les surplus d’électricité d’origine renouvelable en hydrogène. Pour cela, le courant électrique passe dans de l’eau pour casser ses molécules et séparer l’oxygène de l’hydrogène. C’est ce dernier qui peut être stocké et transporté dans les réseaux de gaz naturel. Loin d’avoir l’efficience des STEP, le « Power to Gaz » à l’immense avantage de pouvoir se déployer partout à l’inverse du stockage hydraulique. Des projets ont été récemment lancés. Engie développe des solutions pour l’habitat et la mobilité à Dunkerque et GRTgaz construit un démonstrateur industriel Jupiter 1000 à Fos-sur-Mer.

L’énergie de l’air comprimé

Beaucoup moins connu est le stockage par air comprimé. Cette fois, l’excès de production d’électricité permet de comprimer de l’air. Injecté sous pression dans un réservoir, il est ensuite restitué par turbinage pour répondre aux besoins en énergie électrique. Toutefois, la compression induit un réchauffement de l’air, qu’il faut refroidir. Idem pour la décompression, l’air doit être réchauffé avant d’être turbiné. Pour s’affranchir des pertes d’énergies induites par ces étapes, une solution de compression adiabatique est en cours de développement. Si le stockage par air comprimé reste techniquement complexe à mettre en place, il offre l’avantage de grandes capacités de stockage, ce qui explique l’essor des projets à travers le monde.

En résumé

Si des solutions de stockage existent, si de nombreux facteurs plaident pour leur développement, la question du coût revient sans cesse. Certes, les batteries pourraient être le moyen le plus évident pour faire correspondre offre et demande sur le réseau électrique. Toutefois, beaucoup de contraintes techniques, réglementaires et économiques freinent leur développement. Ne faut-il pas encore diminuer les impacts environnementaux ? Arriver à limiter l’autodécharge ? Une chose est sûre, pour la plupart des technologies citées, un important effort de recherche et développement doit être poursuivi pour parvenir à des solutions économiquement viables. La récente hausse des prix du pétrole et les prévisions des cours du brut d’ici 2025[1] pourraient toutefois aider à débloquer les investissements nécessaires à la transition énergétique.

Cyrille Arnoux, responsable éditorial web

[1] Prévisions de Deloitte sur les prix du pétrole et du gaz, 30 juin 2018.

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Changement climatique

Réchauffement climatique : nouveau contexte et nouvelles situations

Canicule sur une partie de l’Europe et du Japon, incendies en Grèce et en Scandinavie, les dernières manifestations du réchauffement climatique sont « les symptômes de quelque chose de nouveau en terme climatique » assure le climatologue Hervé le Treut.

Tout d’abord les certitudes. Invité de la matinale de France Inter, Hervé le Treut rappelle que « le climat se réchauffe de manière presque continue depuis 40 ans maintenant. » Les niveaux de la variabilité normale du climat ont été dépassés il y a une quinzaine d’années affirme le climatologue. Ceci nous place désormais dans « un contexte nouveau », lequel appelle « des situations qui seront elles aussi nouvelles ». Les manifestations des conséquences du réchauffement global sont à ce jour difficilement prévisibles localement, car « l’atmosphère est un fluide turbulent qui appelle des milliers de combinaisons possibles » précise Hervé le Treut.

Incertitudes et modèles climatiques

Passé la certitude d’un réchauffement global, des interrogations demeurent donc sur les régions impactées, les effets extrêmes qui y sont à l’œuvre. « Tout cela se dessine au hasard comme un grand puzzle et se construit petit à petit » précise Hervé le Treut. « On se rend compte que les zones qui se réchauffent correspondent aux modèles qu’on avait depuis quelques années ». Ainsi, parmi elles, on retrouve les pôles et les régions entre les tropiques « où le réchauffement ne se manifeste pas forcément en termes de températures, mais d’orages ou de tempêtes ». 

Effets sur la biodiversité

Au-delà des conséquences climatiques et météorologiques, le réchauffement en cours n’est pas sans effets sur le monde du vivant. « On a des migrations animales, on le voit au niveau des zones de pêche, on le voit dans nos montagnes » souligne Hervé le Treut. Ces déplacements climatiques ont déjà été documentés. Une récente publication d’une cinquantaine de chercheurs européens dans la revue Nature montre même une accélération des migrations des plantes vers les sommets européens. « Après, d’autres changements sont liés à l’activité humaine, à l’usage des sols » avec, là encore, des impacts sur le cycle de l’eau et le climat souligne le climatologue.

Engagements et injustices en question

Face aux enjeux, les engagements des États à travers l’accord de Paris ne suffisent pas estime Hervé le Treut. Jugeant dangereux ce qu’il appelle « la climato-indifférence », il dénonce les injustices climatiques. « On a un système de mélange des gaz à effet de serre qui répartit le signal climatique à l’ensemble de la planète. On est tous dépendants les uns des autres. » Malheureusement, des pays « qui n’ont pas beaucoup contribué aux émissions paient aussi l’addition ». Enfin, concernant l’inévitable adaptation aux changements en cours et à venir, Hervé le Treut estime que pour bien s’adapter, « il faut garder en tête ce que l’on veut préserver » comme valeurs, biodiversité et patrimoine commun.

Cyrille Arnoux, responsable éditorial web

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Épargne Financement participatif

Investir votre épargne d’un nouvel intérêt : la transition énergétique !

Le financement participatif des énergies renouvelables ne cesse de se développer. Il répond aux besoins de territoires et de citoyens soucieux de contribuer localement à l’essor des énergies renouvelables. L’implication de l’épargne citoyenne peut se faire sous différentes formes. Minibons, obligations, et bientôt par le biais du PEA-PME.

« Une éolienne qui va flotter en mer, produire du courant que l’on va pouvoir consommer localement, c’est magique ! » Patrick Bourgeois a des étoiles plein les yeux quand il parle du projet Eolmed. Il s’agit du premier projet éolien flottant en France, au large de Gruissan et de Port-la-Nouvelle en Occitanie, à faire appel au financement participatif (crowdfunding). Sur Enerfip 400 000 € d’épargne ont été collectés en cinq semaines. 278 personnes ont investi sous forme d’obligations.

Obligation, rien de bien compliqué

Simple ou convertible, à taux fixe ou bonifié, l’obligation est un titre de créance qu’une entreprise s’engage à rembourser. Chaque obligation donne droit à un coupon. Celui-ci est versé périodiquement ou à l’échéance avec une valeur et un taux d’intérêt qui y sont associés. Lorsque l’obligation prend fin, elle est arrivée à « maturité ». L’entreprise doit alors rembourser intégralement sa valeur. Pour l’obligation à taux fixe, le coupon dépend de la valeur à l’émission, sa rémunération n’évolue pas dans le temps. Pour l’obligation à taux bonifié, le remboursement du capital et des intérêts peut varier à la hausse selon une conditionnalité déterminée à l’avance. Enfin, pour les obligations convertibles, deux options sont offertes à l’investisseur. Soit il est remboursé avec les intérêts selon les modes classiques de remboursement des obligations, soit il peut être remboursé sous forme d’actions de la société. Dans tous les cas, les options peuvent être levées. Le porteur d’obligation peut assister aux assemblées générales, mais ne possède pas de droit de vote, contrairement à l’actionnaire.

Minibon, outil du financement participatif

Autre outil d’investissement récemment créé pour le financement participatif : le minibon. Né de la loi Macron de 2016, le minibon permet aux plateformes réglementées[1], comme Enerfip, de proposer aux investisseurs des titres de dette servant de support à un financement participatif par endettement (crowdlending). Le minibon ne peut être émis que par des sociétés par actions (SA, SAS…) ou à responsabilité limitée (SARL). Une société ne peut émettre sur une période de 12 mois plus de 2,5 millions d’euros de minibons, nécessairement à taux fixe. Nominatif et cessible, le minibon n’est pas négociable. Il impose toutefois le remboursement du capital et des intérêts chaque trimestre. Contrairement aux obligataires, les porteurs de minibons ne sont pas représentés aux assemblées générales. Ils n’ont pas de droit de vote, mais ont accès à l’ensemble des informations mises à disposition des personnes représentées aux assemblées générales.

Bientôt le PEA-PME

Pour encourager les Français à investir dans les petites et moyennes entreprises, le gouvernement projette de rendre les titres proposés par les plateformes de financement participatif éligibles au PEA-PME. Accessible à toute personne physique majeure, le Plan d’épargne en actions destiné au financement des petites et moyennes entreprises et des entreprises de taille intermédiaire permet d’acheter et de vendre des actions de ces entreprises. Cotées en bourse ou non, ces entreprises doivent compter moins de 5 000 salariés et un chiffre d’affaires annuel n’excédant pas 1,5 milliard d’euros. Conçu en 2014, le PEA-PME n’a jamais fait recette. Avec seulement 1,1 milliard d’euros d’encours,[2] ce placement avait besoin d’être redynamisé. C’est l’objectif du gouvernement qui entend pour cela s’appuyer sur le fort développement du financement participatif. C’est ce que prévoit le projet de loi PACTE (Plan d’action pour la transformation des entreprises) dont l’adoption est prévue à l’automne.

Pour plus d’épargne citoyenne

La transformation des entreprises, elle se concrétise déjà par le financement participatif. C’est un fait, toujours plus de porteurs de projets, de startups, d’entreprises investis dans la transition énergétique y ont recours. Ils trouvent là, notamment, une alternative aux financements plus traditionnels. Les citoyens l’ont bien compris et soutiennent ces prises de risques porteuses de sens. La réussite du cofinancement d’une solution innovante d’amélioration de la production des champs éoliens par la startup sereema en est l’illustration parfaite. Pour le gouvernement, c’est également une opportunité de soutenir le fléchage de l’épargne vers l’économie réelle et les énergies renouvelables. C’est pourquoi d’ici la fin de l’année, le plafond de collecte des plateformes réglementées CIP et PSI (note 1) sera relevé à 8 millions d’euros contre 2,5 millions d’euros actuellement. Ainsi, l’épargne citoyenne aura bientôt la possibilité de financer encore plus de projets structurants pour notre avenir énergétique.

Cyrille Arnoux, responsable éditorial web

[1] CIP (Conseiller en Investissement Participatif) ou PSI (Prestataire de Services d’Investissement) art. L. 223-6

[2] Au 3e trimestre 2017

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Marché de l'énergie Transition énergétique

Biocarburants : des solutions d’avenir ?

La polémique estivale autour de la bioraffinerie de la Mède du groupe Total, relance l’intérêt sur les biocarburants. Déjà présents dans nos réservoirs, ils sont loin de faire l’unanimité. Pourtant, leur avenir continue de susciter de nombreux espoirs. Interrogés sur ce blog comme sur les réseaux sociaux, nos lecteurs ont plébiscité les solutions de deuxième génération.

Volatil par nature, le sujet des biocarburants l’est particulièrement cet été pour le gouvernement. Malgré ses assurances, la colère des agriculteurs (FNSEA/JA) et des ONG de défense de l’environnement (Amis de la Terre, Greenpeace FranceFrance Nature Environnement) ne retombe pas. L’importation par Total de 300 000 tonnes d’huile de palme, chaque année, pour produire du biodiesel dans la bioraffinerie de la Mède (Bouches-du-Rhône) apparait comme à contresens de l’histoire. Les conséquences environnementales catastrophiques de la culture intensive en Asie du Sud-Est, la décision européenne de supprimer, d’ici 2030, l’huile de palme dans les biocarburants, sont autant d’éléments qui alimentent la défiance du grand public. Et la Fédération des producteurs d’oléagineux d’insister : 71 % des Français sont contre l’utilisation des huiles de palme dans les carburants[1].

Dans nos réservoirs

Issus de cultures agricoles destinées traditionnellement à l’alimentation, biodiesel et bioéthanol sont des agrocarburants de première génération. Largement critiqués ces dernières années, ces agrocarburants entrent en compétition avec la production alimentaire et ne sont pas sans impacts sur les cours et la disponibilité des matières premières alimentaires à travers le monde. Le biodiesel est produit à partir d’huiles de colza, de tournesol, de soja, de palme. Toutefois, à la tonne, l’huile de palme est 100 € moins chère en moyenne que ses concurrentes[2]. Pas étonnant que sa part ait augmenté de 36 % en 2017[3] dans le biodiesel. Pour le bioéthanol, destiné lui aux véhicules essence, il faut extraire l’amidon de la biomasse (blé, maïs, canne à sucre). Le sucre obtenu est transformé en éthanol, grâce à la fermentation, avant d’être mélangé à de l’essence. Le SP95 et le SP98 contiennent ainsi jusqu’à 5 % d’éthanol. Le SP95-E10 (contenant jusqu’à 10 % d’éthanol végétal) est aujourd’hui l’essence la plus consommée en France, contrairement à l’E85 (contenant entre 65 % et 85 % d’éthanol) encore très limité.

Deuxième génération

Pour remplacer les biocarburants disponibles à la pompe, industriels et chercheurs travaillent à de nouvelles solutions. Le principe est d’utiliser à la fois les cultures pour produire des aliments, mais aussi de l’énergie. Ainsi, en utilisant les parties non comestibles de la plante ou bien encore les déchets agricoles, il est possible de produire des biocarburants qui résolvent les problèmes de compétition avec la production alimentaire. Le développement de cultures spécifiques dans des zones peu fertiles est aussi une des voies de recherche actuellement suivies. En France, deux projets soutenus par le gouvernement fondent beaucoup d’espoirs. BioTfuel et Futurol sont en phase de développement avancé. À chaque fois, il s’agit d’utiliser des déchets de cultures (comme la paille de blé ou des chutes de bois) pour produire des biocarburants participant à la réduction des émissions de gaz à effet de serre (le CO2 dégagé lors de leur combustion est compensé par le CO2 absorbé par les végétaux lors de leur croissance). Enfin, la production de biocarburants à partir d’algues est aussi une autre possibilité explorée.

Une solution d’avenir ?

Biocarburants d’aujourd’hui ou de demain ? Un avenir sans agrocarburants ? Nous avons voulu savoir ce que nos lecteurs en pensaient. Après quatre semaines, 121 personnes se sont finalement prononcées sur le blog et les réseaux sociaux. Des résultats de nos sondages, deux enseignements se dégagent. Premièrement, 87 votants (72 %) estiment que les biocarburants de deuxième génération constituent une solution viable pour notre avenir énergétique. Ce résultat peut apparaître comme une position très pragmatique en vue d’un désengagement progressif des énergies fossiles et de l’épuisement des réserves mondiales de pétrole. Le second enseignement est corrélé au premier. La perspective de solutions innovantes et renouvelables semble réduire l’opposition systématique aux agrocarburants. 31 votes (25,6 %) se sont pourtant exprimés en ce sens, preuve qu’une part non négligeable de nos lecteurs sont encore loin d’être convaincus par les promesses des biocarburants de deuxième génération. Enfin, trois lecteurs (2,4 %) se prononcent en faveur de la production d’agrocarburants à base de tous types de cultures. Reste une certitude, il est très difficile de savoir quel sera l’avenir des biocarburants.

Cyrille Arnoux, responsable éditorial web

[1] Sondage Odoxa, réalisé les 12 et 13 avril 2018.

[2] Avril 2018, source : ISTA, Mielke GmbH, Département américain de l’Agriculture, Banque mondiale.

[3] Communiqué de l’AGPB (blé), l’AGPM (maïs), et la CGB (betterave) se basant sur un rapport annuel des Douanes, directement transmis aux filières concernées, source La France Agricole, 5 juillet 2018.

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Éolien

Éolien : après l’incertitude, fendre le vent !

Après sept mois de blocage, les professionnels du secteur apparaissent confiants. Si des centaines de projets de parcs éoliens sont menacés, un récent projet de décret gouvernemental fait souffler un vent d’optimisme. Pour France énergie éolienne, l’exécutif doit accélérer pour ne pas compromettre les objectifs de la transition énergétique.

Depuis décembre 2017, les professionnels de l’éolien font face à des vents contraires. L’annulation par le Conseil d’État (décisions du 6 et du 28 décembre) des décrets réformant l’autorité environnementale empêche toute décision administrative sur les projets de parcs éoliens. Aux yeux de la plus haute instance juridique administrative, le préfet ne peut pas être juge et partie. Être l’autorité environnementale qui valide les études d’impact et à la fois l’autorité qui in fine autorise la construction du projet. Légitime au regard du droit européen, la décision du Conseil d’État n’en paralyse pas moins l’appareil administratif jusqu’à aujourd’hui.

Appel d’offres en souffrance

Cette situation n’est pas sans conséquence sur le dernier appel d’offres éolien. Sur les 500 MW attribués par l’État, pas plus de 300 MW de projets ont postulé selon France énergie éolienne (FEE). L’explication est simple : pour candidater, les projets devaient avoir obtenu leurs autorisations. Or, en l’absence d’autorité environnementale, les projets ne pouvaient pas obtenir d’autorisation, ils ne pouvaient donc pas candidater. Pour Olivier Perot, président de France énergie éolienne «cette situation est d’autant plus regrettable que, lors du 1er appel d’offres dont le succès a été salué par le gouvernement, la filière éolienne a fait la preuve de sa capacité à assimiler rapidement les nouveaux mécanismes d’attribution et de sa maturité économique. »

Nouveau décret à promulguer

Depuis décembre 2017, le porte-parole historique des professionnels de l’énergie éolienne assure être en contact avec Matignon et le ministère de la Transition écologique et solidaire pour trouver une solution. Hasard du calendrier, un projet de décret a été publié quelques jours avant la montée au créneau de la FEE. Le nouveau texte prévoit de nommer les missions régionales d’autorité environnementale comme instance de validation des études d’impact. Les préfets de régions ne prendraient plus que la décision définitive d’autorisation des projets.

Rattraper le temps perdu

Actuellement soumis à la consultation publique, le futur décret ne devrait pas être promulgué avant plusieurs mois. Un délai qui inquiète France énergie éolienne. « Il est impératif que l’exécutif permette d’accélérer le traitement des dossiers bloqués », souligne Olivier Perot. « Nous estimons qu’au moins 170 projets éoliens représentant plus de 3 GW sont actuellement à l’arrêt. » L’association des professionnels de l’éolien rappelle que la filière a besoin de visibilité et de stabilité pour respecter les objectifs de la transition énergétique. Si les 1,2 nouveaux GW prévus en 2018 devraient être atteints, rien n’est moins sûr pour les années à venir. Compte tenu des délais de développement d’un projet (5 à 7 ans), le blocage actuel devrait retarder les volumes installés à l’horizon 2020-2021 assure la FEE.

Cyrille Arnoux, responsable éditorial web