Quand on parle de scénario 100% énergie renouvelable, le plus connu est sans doute le scénario NégaWatt. Basé sur un triptyque Sobriété/Efficacité/Energies renouvelables, ce dernier propose une division par deux de nos besoins énergétiques. Comment est-ce possible ?
#Thread

Le scénario NégaWatt, créé par l’association du même nom en est à sa quatrième version (2017), la première datant de 2003. Son objectif est la diminution de la consommation d’énergie globale en France (pas juste l’électricité) tout en sortant du nucléaire et des fossiles.

Il se base sur trois piliers :
*La sobriété : Baisse de la conso via un changement de mode de vie (ex : ne plus prendre l’avion)
*L’efficacité : Baisse de conso via l’amélioration technique (ex : radiateur électrique -> pompe à chaleur)
*Les énergies renouvelables : Eolien/PV...

Les résultats principaux sont :
*Une division par 2 de l’énergie consommée (60% de la baisse via la sobriété, 40% via l’efficacité)
*Une fermeture complète du nucléaire dès 2035
*La quasi-fin de l’utilisation des énergies fossiles en 2050

Comment est-ce-possible ?

Une vraie force de ce scénario est de réinterroger chacun de nos besoins et de proposer des alternatives plus sobres et efficaces. Ce niveau de détails permet de bien comprendre les hypothèses derrières ces résultats. Regardons cela par secteur.

Logement

Malgré une population qui croît de 15% entre 2010 et 2050, le nombre de constructions de maison par an va lui baisser de 90% en misant sur la rénovation et en encouragent la cohabitation (colocation étudiantes, jeune travailleur hébergé chez personnes agées,…)

La rénovation des logements est fortement accélérée avec un rythme de 750 000 logements par an rénovés à un niveau similaire au neuf sur la période 2030-2050. Hypothèse proche de la Stratégie Nationale Bas Carbone (SNBC) de l’Etat mais est bien supérieure à aujourd’hui.

Sur les équipements, la sobriété est très forte. Quelques exemples d’évolutions 2050 vs 2010 :
*-29% de la quantité d’eau chaude consommée par personne
*-22% du nombre de cycles de lave-linge
*-18% du taux d’équipement en sèche-linge
*-50% sur le taux d’équipement en congélateur

* -33% sur l’usage du fer à repasser
*disparition des consoles de jeux
*baisse d’un tiers du nombre d’écrans par foyer
*division par 3 du nombre d’ordinateurs par foyer

Ces éléments permettent à la consommation d’électricité, hors chauffage, de diminuer de moitié.

Côté chauffage, l’essentiel en 2050 est assuré par des pompes à chaleur, complétées dans le résidentiel par le chauffage au bois et dans le tertiaire (bureaux,…) par les réseaux de chaleur.

Mobilité

En plus de mesures comme la baisse de vitesse sur autoroute à 110km/h, la distance parcourue en voiture baissera d’un tiers entre 2010 et 2050 au profit principalement du vélo et des transport en commun (bus, train, tram,…).

Cette évolution sera plus marquée en région parisienne avec une disparition quasi complète de la voiture individuelle sous sa forme actuelle. A la place, on trouvera des transports en commun, du vélo et des voitures citadines de quelques centaines de kg (type Twizy ou Ami).

Le combustible du transport qui est aujourd’hui à 90% du pétrole sera en 2050 pour 50% du gaz liquéfié, pour 40% de l’électricité et pour 10% du pétrole.

Le taux de remplissage des voitures passera lui de 1,6 personnes/voiture à 2,4 personnes/voiture.

Pour les mobilités plus longues, les distances parcourues en TGV seront doublées tandis qu’il n’y aura plus aucun vol intérieur en avion et que les vols internationaux au départ de la France seront réduits de moitié.

Industrie et Agriculture

Côté industrie, NégaWatt vise une forte réduction des emballages (-70% sur le verre, -40% sur le plastique) et une amélioration du taux de recyclage (ex : l’aluminium passe de 37% en 2010 à 86% en 2050)

L’efficacité énergétique sera fortement améliorée avec 43% de gain sur les opérations transverses (chauffage, moteurs, pompage, froid, ventilation, éclairage…).
L’énergie fossile sera remplacée par de la biomasse (ex : bois) à 65%, des réseaux de chaleur à 18% et du biogaz à 17%

Le paysage agricole sera lui aussi fortement modifié avec une division par 2 de la consommation de viande, un passage vers l’agriculture biologique /agro-écologie et un fort développement du biogaz via des méthaniseurs.

Au final, l’essentiel de l’énergie du scénario NégaWatt sera fourni par la biomasse solide (bois, paille,…), le biogaz, l’éolien et le solaire.

La forte augmentation de la biomasse énergie est toujours source d’inquiétude pour la biodiversité. Pour y remédier, NégaWatt couple son scénario à celui d’Afterres 2050 et base son bois/biogaz essentiellement sur des résidus d’autres usages.

Concernant l’électricité, NégaWatt propose une modélisation heure par heure de l’équilibre offre-demande France avec prise en compte de l’aléa météo via une seule année météo de référence et sans échanges transfrontaliers (pas d'interconnexions = cas plus pénalisant).

La production d’électricité (=consommation + pertes réseaux) passe de 533TWh en 2010 à 463TWh en 2020. La baisse reste faible en raison de l’électrification des usages (chauffage, transport) mais diamétralement opposée à la SNBC qui prévoit plus de 600TWh de consommation en 2050

Concernant le mix de production, il est constitué en énergie produite pour 50% d’éolien, 30% de photovoltaïque, 14% d’hydraulique. Le reste étant de la biomasse, des énergies marines et des centrales au gaz (renouvelable).

Pour arriver à ces puissances installées en 2050, le scénario prévoit un rythme d’installation d’éoliennes et de PV très ambitieux par rapport à la trajectoire actuelle (tendanciel).

Côté effacement, le scénario est prudent en gardant ce qui est disponible aujourd’hui, à savoir 3GW. (L’augmentation du nombre d’effacements étant compensée par la baisse de potentiel liée à la sobriété des logements et des process industriels)

Côté pilotage de l’offre, on ajoute 5GW d’hydraulique par rapport à aujourd’hui mais c’est du fil de l’eau pour limiter les impacts. En revanche, on dispose de 2 GW de biomasse, 5GW de pétrole (quasi pas utilisé) et surtout 23GW de centrale gaz (vs 12GW aujourd’hui).

Enfin, côté stockage, est c’est là la deuxième hypothèse structurante du scénario pour la gestion de l’équilibre électrique (la première étant la baisse de la demande via le duo sobriété/efficacité), l’essentiel se fait via du Power-to-gas.

Pour rappel, le Power-to-gas permet, via l’électrolyse de l’eau, de faire de l’hydrogène à partir d’électricité. On peut ensuite combiner cet hydrogène avec du CO2 pour faire du méthane (méthanation), à utiliser dans une centrale au gaz ou injecter sur le réseau gazier.

C’est une technologie qui est encore au stade de démonstrateur, avec par exemple le projet Jupiter 1000 d’un 1MW. RTE dans ses scénarios 2035 avait choisi de ne pas la prendre en compte, ceci dit, difficile de dire aujourd’hui ce qu’il en sera en 2050.

En 2050, pour NégaWatt, 30GW d’électrolyse produisent 7TWh d’hydrogène et 85 TWh de méthane via cette technique. A noter que la gestion de l’équilibre électrique se fait plutôt dans une logique de production surcapacitaire qui est ensuite absorbée via le Power-to-gas.

L’isolation et l’installation de pompes à chaleur permettent de diminuer fortement la pointe de consommation (100GW aujourd’hui vs moins de 60GW en 2050) ainsi que la thermosensibilité (2300 MW/°C aujourd’hui vs 400MW/°C en 2050).

Concrètement, sur un journée type, on ajuste donc le Power-to-gas en cas de surproduction et on active les centrales au gaz en cas de manque de vent et de solaire à la pointe du soir.

Conclusion
Le scénario NégaWatt, fruit d’un travail que l’on sent important, est clairement très ambitieux dans ses cibles, que ce soit sur la sobriété, l’efficacité ou l’installation de photovoltaïque. Et les hypothèses (détaillées) sur la sobriété feront certainement réagir

Cette ambition est à la fois sa principale qualité, car il creuse les leviers de la sobriété, et son principal défaut, car il propose certes un scénario 100% EnR qui fonctionne mais dans un cadre très particulier.
Que se passe-t-il si la sobriété est moindre qu’espérée ?

C’est tout pour ce scénario qui fut très intéressant à lire ! La prochaine fois, nous verrons ensemble le scénario 100% EnR (sur l’électricité uniquement cette fois) de l’ADEME qui justement mise moins sur la sobriété et plus sur la flexibilité.

Vous pouvez retrouver tous les épisodes de cette série sur la gestion de l’intermittence/de la variabilité non pilotable des EnR, ici : https://twitter.com/kevin_arnoux/status/1361751766669344774

Un grand merci à @PaulNeau pour avoir pris le temps de répondre à mes questions
Les propos tenus ici sont bien évidemment les miens et ne l’implique aucunement !
@PaulNeau, @YvesMarignac @nWassociation , n’hésitez pas à réagir/compléter le thread

Sources :
*Synthèse NégaWatt 2017 : https://negawatt.org/IMG/pdf/synthese_scenario-negawatt_2017-2050.pdf
*Hypothèses et résultats : https://negawatt.org/IMG/pdf/scenario-negawatt_2017-2050_hypotheses-et-resultats.pdf
*Dossier technique (scénario 2011 uniquement) : https://negawatt.org/Rapport-technique-du-scenario-negaWatt-2011-2050
*Visualisations : https://negawatt.org/scenario/decouverte

*Vidéos NégaWatt avec exemples de gestion de l’équilibré offre/demande électrique :


*SNBC : https://www.ecologie.gouv.fr/sites/default/files/2020-03-25_MTES_SNBC2.pdf

poke @laydgeur @GoldbergNic @Le_Reveilleur @Yugnat95 @EmmPont :)