Coûts des EnR : l'Ademe établit un référentiel

Supports de conférences biogaz et méthanisation

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Dans une étude rendue publique le 25 janvier, l’Ademe présente le coût des énergies renouvelables en France - histoire de clarifier les données qu’on trouve ici et là - pour la production d’électricité et de chaleur. L’Agence a tout particulièrement veillé à indiquer la plage de variation théorique des coûts en fonction de trois paramètres importants : le coût d’investissement, la qualité de la ressource disponible et le taux d’actualisation. Ce dernier, en particulier, traduit le coût d’opportunité du capital investi et est donc plus important pour les filières les moins matures. Quatre taux d’actualisation ont été utilisés (3%, 5%, 8% et 10%) et peuvent conduire à de grandes variations des coûts : la comparaison pour un même taux entre deux technologies est donc à mener avec prudence.

Les coûts complets du MWh produit ont été calculés par les experts de l’Ademe en incluant les coûts d’investissements, les coûts d’exploitation, les coûts de raccordement au réseau et parfois la quote-part du coût de renforcement du réseau. Les externalités négatives (émissions de gaz à effet de serre lors de la construction) et les externalités positives (émissions de gaz à effet de serre évitées) ne sont pas prises en compte, tout comme les coûts liés à la variabilité des EnR électriques. Dans le cas de filières moins matures qui sont encore sur une trajectoire d’apprentissage, les coûts actuels et les coûts prospectifs sont présentés.
Si certaines EnR arrivent déjà à la compétitivité avec d’autres moyens de production plus classiques (éoliennes terrestres, certaines centrales photovoltaïques au sol, chauffage au bois des particuliers), l’Ademe rappelle que le soutien public est encore nécessaire sur plusieurs filières, soit pour passer des coûts d’investissement initial élevés, soit pour compenser une fiscalité carbone encore trop faible, de manière à valoriser les externalités positives de ces solutions (pas d’émissions de CO2, contribution à l’indépendance énergétique et à l’économie du pays, etc.).

Les principaux résultats sont les suivants :

Eolien terrestre. Avec 11 GW installés fin 2016, la filière éolienne a encore un fort potentiel de développement (26 GW fixés dans la PPE en 2030), d’autant que les nouvelles technologies d’éoliennes toilées (avec une plus grande surface de balayage des pales) permettent d’exploiter des sites moins ventés. Le coût est estimé entre 54 et 108 €/MWh pour les éoliennes standards et entre 50 et 94 €/MWh pour les éoliennes toilées, pour des taux d’actualisation variant entre 3% et 8%. Les niveaux d’investissement retenus sont entre 1300-1400 €/kW pour les premières et entre 1400-1700 €/kW pour les secondes.

Eolien en mer. Pour des taux d’actualisation entre 5 et 10%, les coûts oscillent entre 123 et 227 €/MWh pour l’éolien posé et entre 165 et 364 €/MWh pour l’éolien flottant en France. Ailleurs en Europe, des coûts moindres sont observés sur l’éolien posé (151-199 €/MWh) et devrait se répercuter en France car le potentiel d’innovation est important.
Hydrolien marin. Cette filière en cours de démonstration présentent des coûts très élevés (1023-1509 €/MWh mais ils pourraient rapidement baisser en France d’ici 2020 (entre 326 et 571 €/MWh) et encore plus à l’international à l’horizon 2025 (entre 123 et 396 €/MWh).

Solaire photovoltaïque. La division par six des coûts d’investissements dans les centrales au sol entre 2007 et 2014 rend cette EnR de plus en plus compétitives, voire même à parité réseau dans de nombreux endroits dans le monde. En France, le coût total de production des centrales au sol est de 64 à 167 €/MWh (écart sud-nord, avec ou sans tracker). En toiture, l’avantage est de plus en plus prononcé pour les secteurs commercial et industriel (98-246 €/MWh) et commence à être perceptible pour les installations surimposées en résidentiel (155-334 €/MWh). Les installations intégrées en toiture résidentiel restent plus chères (164 à 407 €/MWh).

Solaire thermodynamique. Cette filière est non-développée en France faute d’un ensoleillement direct suffisant, malgré des compétences nationales historiques. A l’international, le coût est estimé entre 89 et 315 €/MWh pour les centrales à miroirs cylindro-paraboliques sans stockage. Pour les centrales à tour, la compétitivité est plus intéressante avec 12 à 15 heures de stockage (99 à 220 €/MWh). Les centrales solaires à miroirs de Fresnel sont les plus intéressantes (91 à 162 €/MWh).

Géothermie. La géothermie volcanique dans le monde a un coût global de production d’électricité le plus bas de toutes les EnR (38 – 62 €/MWh). La seule centrale française de Bouillante en Guadeloupe est bien au-dessus, à environ 100 €/MWh… La géothermie EGS (fracturation de roches profondes) qui va se développer en France atteint des niveaux plus élevés (173 à 336 €/MWh).
Du côté de la production de chaleur, pour les particuliers, c’est le chauffage avec des bûches qui est le plus économe, que ce soit avec un appareil indépendant (47 à 74 €/MWh) ou bien un chauffage central (49 à 77 €/MWh). Les poêles et les chaudières à granulés sont encore au-dessus, entre 78-85 et 108 €/MWh. Le solaire thermique individuel est encore en développement et présente donc des coûts supérieurs, entre 156 et 451 €/MWh pour les chauffe-eau solaires individuels et entre 191 et 420 €/MWh pour les systèmes solaires combinés. Les coûts du solaire thermique pourraient baisser de 30 % à l’horizon 2025. Enfin, toujours pour les particuliers, les pompes à chaleur varient entre 106 et 157 €/MWh pour les PAC air/eau et entre 107 et 168 €/MWh pour les PAC eau/eau.

Pour le chauffage collectif, la biomasse fait aussi valoir ses atouts avec des coûts d’autant plus faible que les puissances installées sont importantes. Ainsi, pour les chaufferies de plus de 3 MW, la fourchette est entre 62 et 84 €/MWh. Pour les moins d’un MW, on passe entre 88 et 125 €/MWh. Cet effet d’échelle (moindre investissement initial par kW et nombre d’heures de fonctionnement plus élevé) produit le même effet pour les chaufferies industrielles dont le coût, pour les puissances supérieures à 3 MW, est entre 46 et 50 €/MWh.

Toujours dans le collectif, le solaire thermique (ST) résidentiel présente un intérêt avec des coûts entre 63 et 164 €/MWh pour le ST sur réseau de chaleur et entre 89 et 260 €/MWh pour le ST collectif. Le lieu géographique et l’investissement initial selon les technologies pèsent fortement sur ces variations. Enfin, la géothermie est une filière qui gagne à se développer avec des coûts très abordables et des technologies adaptables selon le potentiel de chaque territoire : 52 à 129 €/MWh pour les aquifères superficiels ; 70 à 135 €/MWh pour les champs sur sondes ; 66 à 120 €/MWh pour la géothermie profonde.

Dernière technologie étudiée par l’Ademe : la cogénération. Utilisée avec le biogaz issu de la méthanisation, son coût de production varie entre 96 et 130 €/MWh pour les installations à la ferme et entre 95 et 167 €/MWh  pour les installations centralisées. En ce qui concerne les cogénérations biomasse comme celles développées dans le cadre des appels d’offres de la CRE, quatre cas sont étudiées, selon que l’utilisation est industrielle ou sur réseau de chaleur, et selon qu’on a à faire à un cycle vapeur ou à un cycle organique de Rankine. Le panel se tient dans une fourchette de 46-88 €/MWh, avec un léger avantage pour les cogénérations biomasse industrielle avec un cycle vapeur. Dans tous les cas de cogénération (biogaz et biomasse), l’Ademe fait ses estimations en considérant qu’il y a une valorisation économique de tous les MWh utiles (thermiques et électriques), ce qui, en pratique, n’est pas toujours évident et dégrade donc le bilan économique.

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