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Le coût réel des énergies renouvelables en France

L'éolien terrestre est-il plus compétitif que le photovoltaïque au sol ? Le prix du MWh thermodynamique varie-t-il en fonction de la technologie utilisée ? Quelle différence de coût entre éolien offshore posé et flottant ? Autant de questions qui trouvent leur réponse dans une étude de l'Ademe sur le coût des EnR. Tour d'horizon.

Les différentes filières d'énergies renouvelables sont plus ou moins matures technologiquement et économiquement. Leurs coûts varient encore fortement et ont évolué au cours des dernières années en fonction des progrès réalisés et des volumes croissants. Cependant, certains autres facteurs pèsent sur le prix final de courant électrique (ou de chaleur) produit, comme le risque consenti par les investisseurs. Afin de mieux évaluer ces coûts globaux, l'Ademe (Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie) a réalisé une étude complète, synthétisant pour chaque filière EnR, "une plage de variation théorique des coûts en fonction des paramètres les plus impactants". Il ne s'agit donc pas d'une fourchette des coûts de production constatés en France, mais d'une vision plus large incorporant les modalités de financement - favorables ou pas - et les coûts d'investissement, faibles ou élevés.  

Il ressort que c'est l'éolien terrestre qui est le moyen de production renouvelable le plus compétitif à ce jour. Son coût de production est compris entre 57 et 91 €/MWh ce qui le place au niveau des autres moyens plus conventionnels comme les centrales au gaz à cycle combiné (CCG). L'Ademe estime que l'entrée en service, depuis 2011, de machines de nouvelle génération munies de rotors de plus grand diamètre et de mâts plus hauts (au-delà de 100 mètres) a permis d'améliorer la rentabilité "grâce à une productivité accrue (meilleur facteur de charge)". Selon l'agence, les innovations technologiques au niveau de la conception des rotors ou de l'optimisation logistique devraient permettre de baisser encore les coûts de -10/15 % à l'horizon de 2025.

Les centrales photovoltaïques au sol (technologie silicium) sont également entrées dans une gamme de coûts similaire (entre 64 et 167 €/MWh) qui les placent en concurrence directe avec les moyens standards. Pour le solaire en toiture, le coût est de 98 à 246 €/MWh pour le secteur commercial et industriel, mais il est beaucoup plus élevé dans le résidentiel 164-407 €/MWh) tout comme les installations intégrées au bâtiment (155-334 €/MWh). Un grand éventail qui s'explique par le type de technologie considéré mais surtout par l'ensoleillement, qui varie grandement du nord au sud du pays. Mais le photovoltaïque présente désormais un coût de production qui avoisine les prix d'achat de l'électricité sur les segments résidentiels et tertiaires. Le rapport souligne que cela va "permettre un développement économique de l'autoconsommation" dont le statut vient d'ailleurs d'être adopté au Sénat. Concernant les évolutions futures, l'Ademe rappelle que les coûts d'investissement ont déjà été divisés par 6 entre 2007 et 2014 en raison de la baisse drastique du prix des modules et de l'amélioration de leur rendement. Avec les développements attendus, ils devraient continuer à baisser, peut-être encore de -35 % dans les dix ans.

Les technologies non matures de production d'électricité

Le solaire thermodynamique n'en est encore qu'à ses balbutiements en France, hormis quelques démonstrateurs comme le grand four solaire d'Odeillo ou la centrale Themis. Ces technologies nécessitent en effet un fort ensoleillement direct, toute l'année durant. Même si aucun objectif n'a été fixé par la loi de Programmation pluriannuelle de l'énergie (PPE), il est prévu qu'une centrale à concentration, de 9 MW de puissance, entre en service à la fin de 2017. A l'étranger, le coût total de production se situe entre 89 et 315 €/MWh, selon la solution adoptée (115-142 €/MWh pour des miroirs de Fresnel, 113-273 MWh pour des miroirs cylindro-paraboliques, et 164-208 €/MWh pour une centrale à tour). Il s'agit de technologies maîtrisées pouvant être déployées à très grande échelle. Elles présentent également l'intérêt de pouvoir stocker l'énergie sous forme de chaleur (ce qui est plus simple qu'un stockage électrochimique), permettant de poursuivre la production d'électricité même en dehors des périodes d'ensoleillement. Là encore, l'Ademe prévoit que les coûts baisseront de -20 à -45 % d'ici à 2025.

De même, l'éolien en mer n'est pas encore déployé en France. Mais il est prévu que les premiers parcs entrent en service à partDe même, l'éolien en mer n'est pas encore déployé en France. Mais il est prévu que les premiers parcs entrent en service à partir de 2020-2022, avec une puissance prévue de 3 GW. Il est estimé que le coût total de production de cette énergie est comprise entre 123 et 227 €/MWh pour l'éolien posé (avec fondations) et 165-364 €/MWh pour l'éolien flottant. L'étude explique : "Pour l'éolien posé, les prix de vente assez élevés constatés sur les premiers appels d'offres français reflètent la prise de risque importante des porteurs de projets. Les premiers ont rencontré des risques supplémentaires par rapport aux ouvrages déjà réalisés ailleurs en Europe (sur la connaissance des sols et des gisements, sur la lisibilité, visibilité et stabilité de la politique d'industrialisation de la filière en France…)". Le potentiel d'innovation restant très important dans tous les domaines, les coûts devraient fortement baisser, de l'ordre de -35 % dans les dix ans à venir.

Le constat est identique pour l'hydrolien qui n'existe pour l'heure qu'à l'état de démonstrateur, avec des machines en test à Paimpol-Bréhat (EDF-DCNS) et à Ouessant (Sabella). D'après les appels à projets lancés en France, le coût total de production est estimé entre 123 et… 571 €/MWh. Des données "à considérer avec prudence compte tenu du caractère amont des technologies hydroliennes marines, du faible retour d'expérience des démonstrateurs actuellement testés, et du potentiel de réduction des coûts en phase d'industrialisation", avertit l'Ademe.

La production de chaleur en individuel et en collectif

Pour la production de chaleur individuelle, ce sont bien les solutions bois qui se révèlent les plus économiques (entre 47 et 103 €/MWh), se situant même sous les tarifs des sources gaz ou électricité (qui se situent respectivement à 84 et 153 €/MWh). L'étude détaille : "En France, le coût total de production de la filière biomasse pour le chauffage au bois domestique avec des appareils indépendants est estimé entre 47 et 74 €/MWh pour les inserts, les foyers fermés et les poêles à bûches, et entre 85 et 108 €/MWh pour les poêles à granulés classiques". Du côté du chauffage central, il en coûte entre 49 et 77 €/MWh pour les chaudières à bûche et entre 78 et 108 €/MWh pour les modèles automatiques à granulés. Pour les installations solaires thermiques individuelles, les coûts sont plus élevés : entre 156 et 451 €/MWh pour les chauffe-eau solaires et 191-420 €/MWh pour les systèmes combinés (SSC). La technologie devrait continuer à progresser et faire baisser la facture de -30 % d'ici à 2025. Les pompes à chaleur individuelles sont en croissance en France. Le coût de leur production varie selon la technologie utilisée : 106-157 €/MWh pour les PAC air/eau aérothermiques, "relativement compétitives" et 107-168 €/MWh pour les PAC eau/eau géothermiques.

Collectif et réseaux de chaleur

 Concernant les installations de taille industrielle, alimentant des bâtiments ou des réseaux de chaleur, les sources renouvelables que sont la biomasse (48-110 €/MWh) et la géothermie (74-99 €/MWh) sont, en revanche, encore légèrement plus chères que le gaz, dont le prix est particulièrement bas en ce moment. Des différences "qui justifient le maintien d'un système de soutien (le Fonds Chaleur géré par l'Ademe, NdlR) pour atteindre les objectifs fixés par les pouvoirs publics". Le solaire thermique collectif ou sur réseau se trouve en décroissance en France. Son coût est estimé entre 63 et 260 €/MWh, selon les coûts d'investissements, extrêmement variables, et la zone d'implantation. Les pompes à chaleur géothermiques collectives, sont en revanche en progrès. Le coût de revient s'établit entre 52 et 129 €/MWh sur de l'aquifère superficiel et 70-135 €/MWh pour les champs de sonde. Si la chaleur est puisée plus profondément, les coûts restent similaires (66-120 €/MWh). L'Ademe fait valoir "Le coût des forages est fortement dépendant de l'activité pétrolière (disponibilité des machines de forages et services associés". Un comble pour une énergie renouvelable. Enfin, l'étude s'est penché sur la cogénération biomasse : "En France, en considérant une valorisation économique de tous les MWh utiles (thermiques et électriques), le coût total de production de la filière est estimé entre 46 et 69 €/MWh pour les cogénérations industrielles (cycle vapeur), entre 51 et 88 €/MWh pour les cycles ORC, et entre 56 et 85 €/MWh pour la cogénération biomasse réseau de chaleur". Pour la méthanisation, le courant reste plus cher à produire (entre 95 et 167 €/MWh).