Le paysage énergétique allemand en 2018

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Selon les statistiques provisoires /1/,/2/,/3/ et /5/, l’évolution énergétique en Allemagne sur 2018 se caractérise comme suit :

  • La consommation énergétique (énergie primaire) a baissé de 5% par rapport à 2017.
  • la production brute d´électricité s´élève à ~ 649 TWh, légèrement inférieure par rapport à 2017 (~ 654 TWh), la consommation d´électricité se maintient au niveau de 2017 (~ 599 TWh)
  • la part des filières renouvelables augmente de deux points à 35% de la production brute, leur capacité installée atteint 120 GW
  • la part de production à base des énergies fossiles (fioul, gaz, charbon et lignite) est en recul, la production du nucléaire se maintient au niveau de 2017 (~ 76 TWh )
  • Le solde exportateur est avec 50 TWh en léger recul par rapport à 2017 (55 TWh)
  • Les émissions de gaz à effet de serre sont en recul d´au moins 6%

Bien que les données citées en référence soient encore provisoires, elles permettent de faire une première constatation du paysage énergétique allemand en 2018

Consommation énergétique

Selon les calculs préliminaires /1/, la consommation d´énergie primaire a baissé de 5 % par rapport à l´année précédente à 308,1 Mtep (2017 : 324,3 Mtep) grâce à une réduction de la consommation d´énergies fossiles (fioul, gaz, charbon et lignite).

La baisse de la consommation d´énergie primaire s’explique par la hausse des prix des produits pétroliers, les températures particulièrement douces observées durant toute l’année et une amélioration de l’efficacité énergétique. De plus, les effets haussiers de la consommation énergétique tels que l´économie et la croissance démographique ont été négligeables.

Malgré le recul des énergies fossiles, elles couvrent presque 80 % de la consommation d´énergie primaire du pays, l’énergie nucléaire représente 6,4 % et les énergies renouvelables 14,0 % (voir figure 1).

fig 1energie primaire
Figure 1 : Consommation d´énergie primaire

Néanmoins, l´objectif de la transition énergétique de réduire la consommation d´énergie primaire à 271 Mtep d´ici 2020 (- 20% par rapport à 2008) ne sera très vraisemblablement pas atteint. Selon /6/ une réduction d´environ 11% d´ici 2020 parait vraisemblable.

Production et consommation d´électricité

Selon /2/, la production brute d’électricité allemande est avec 648,9 TWh en léger recul par rapport à 2017 (653,7 TWh). La consommation brute intérieure se maintient avec 598,9 TWh pratiquement au même niveau qu´en 2017 (598,7 TWh)

Les filières renouvelables progressent de presque 6 % à 228,7 TWh (2017 : 216,3 TWh) pour représenter 35,2 % (2017 : 33,1 %) de la production brute (voir figure 2) dont une très forte part de sources intermittentes (éolien et photovoltaïque).

Sous l´hypothèse que l´électricité produite à base d´énergies renouvelables est entièrement affectée à la consommation brute (599 TWh), leur part dépasse les 38% (2017 : 36,1%).

En citant une communication de Fraunhofer ISE /13/, la presse allemande affirme que la part des énergies renouvelables aurait été 40,4 % en 2018. En effet, si l´on utilise comme base de calcul la production nette injectée dans le réseau public (542,5 TWh) tout en supprimant l´autoproduction de l´industrie (environ 10 % de la production totale) et les pertes de réseau, on arrive à ce résultat. Cela revient à surévaluer systématiquement la part des énergies renouvelables en mettant leur production en rapport avec seulement une partie de la production totale /14/.

Le gouvernement allemand ne s´appuie pas sur les calculs de Fraunhofer ISE mais utilise comme objectif la part des énergies renouvelables à la consommation brute nationale.

Ce faisant, on utilise l´hypothèse que l´électricité produite à base d´énergies renouvelables est entièrement consommée en Allemagne et seule l´électricité produite à base de centrales conventionnelles est exportée. De facto, cela ne correspond pas à la réalité et donne l’impression d´une part des énergies renouvelables supérieure à la réalité.

L´objectif 2020 du gouvernement d´une part de 35% à la consommation brute étant déjà dépassé, le nouvel objectif est maintenant une part de 65 % d´ici 2030 nécessiterait encore une accélération du développement des énergies renouvelables /5/ .

fig 2 production electricite 2018
Figure 2 : Production brute d´électricité en 2018 /1/

L´éolien terrestre apporte la plus grande contribution à la production brute avec 93,9 TWh,  représentant soit une augmentation d’environ 6,8 % par rapport à 2017 (87,9 TWh). Les bioénergies (biomasse, déchets) venant en second lieu avec 52 TWh (2017 : 51 TWh). Le photovoltaïque arrive à 46,3 TWh (2017 : 39,4 TWh) et connait avec 17,5% la croissance la plus forte. L´éolien offshore augmente de 9,6 % à 19,4 TWh (2017 : 17,7 TWh). Seule l´hydroélectricité, 16,9 TWh (2017 : 20,2 TWh), est en baisse de 16% pour cause de sécheresse persistante en 2018.

Le lignite se maintient avec 146,0 TWh presque au même niveau qu´en 2017 (148,4 TWh), en revanche la production à base de charbon marque une forte baisse (-11,3%) à 83 TWh ( 2017 : 93,6 TWh) notamment à cause de la hausse du prix du CO2 européen (prix 2018 : 15 €/t CO2 en moyen). La récente réforme du système d’échange de quotas d’émissions (ETS) semble montrer le premier effet.

L’électricité allemande reste très dépendante des combustibles fossiles (lignite, charbon, gaz et fioul) qui produisent pas loin de la moitié de l´électricité (voir tableau).

tabeau 2017_2018_1
Tableau : Production brute d´électricité [TWh] selon AG Energiebilanzen /2/
Mais contrairement aux idées reçues, la production à base de charbon et lignite est en baisse continue depuis plusieurs années et rattrapée par les énergies renouvelables en 2018 (voir figure 3).

fig 3 evolution production electricite 2009-2018
Figure 3 : Evolution de la production brute des différentes filières depuis 2009 /1/

Le nucléaire se maintient avec ∼ 76 TWh au même niveau qu´en 2017 grâce à une disponibilité accrue ayant compensé l´arrêt définitif de la tranche B (1344 MWe) de la centrale nucléaire de Gundremmingen fin 2017. La production à base de gaz est avec 83 TWh en léger recul  (2017 : 87 TWh) notamment à cause d´une augmentation du prix d´importation du gaz.

Selon l’objectif de la transition énergétique, les allemands devraient réduire leur consommation d’électricité de 10 % d’ici 2020 par rapport à 2008. Après une baisse considérable lors de la crise économique en 2008/2009, la consommation a dépassé à nouveau les 600 TWh  et stagne depuis autour de cette valeur. Avec seulement – 3 % réalisé fin 2018, l’objectif de 2020 est bien loin (voir figure 4). Selon /6/, une réduction autour de 5% d´ici 2020 pourrait être atteinte.

fig 4 evolution conso electricite 2009-2018
Figure 4 : Evolution de la consommation brute d´électricité depuis 2008

Puissance installée

Selon /3/, la puissance installée des énergies renouvelables a augmenté de plus de 7 GW à 120 GW en 2018, dont 3,8 GW éolien et 3,4 GW photovoltaïque. Le parc d´énergies renouvelables fatales dépasse maintenant les 105 GW

Le parc conventionnel est en léger recul d´environ 2 GW notamment en raison de  l´arrêt définitif de la tranche B (1344 MWe) de la centrale nucléaire de Gundremmingen fin 2017 (voir figure 5)

fig 5 puissance installee 2017_2018_1
Figure 5: Puissance installée en 2017 et 2018

Échanges transfrontaliers d’électricité

En 2018, le solde exportateur est avec 50 TWh en légère baisse (2017 : 55 TWh). Au total l´Allemagne a exporté 81 TWh et importé 31 TWh. Il s´agit des échanges physiques. Le solde est calculé par la différence entre l’énergie exportée et l’énergie importée aux frontières entre le réseau allemand et les pays frontaliers.

fig 6 solde echanges
Figure 6 : Export et import (échanges physiques) en TWh selon /1/

Evolution des prix spot et des prix négatifs

La hausse du prix du CO2 européen et l´augmentation du coût de combustible ont conduit en 2018 à une augmentation significative d´environ 30%  du prix spot sur le marché par rapport à 2017 /3/.

fig 7 prix spot 2011_2018
Figure 7 : Evolution des prix sur le marché spot (EEX) selon /7/ (2011-2017) et /3/ (2018)

Malgré l´augmentation du prix du CO2, les centrales à lignite restent de loin la forme la plus avantageuse de production d´électricité à base de combustible fossile (~ 22 €/MWh contre ~ 37 €/MWh pour une centrale à cycle combiné Gaz récente).

Les prix négatifs ont été introduits pour la première fois en 2008 à la bourse EPEX Spot pour inciter  la «flexibilisation » du système électrique identifiée comme un vecteur majeur de la réussite de la transition énergétique, notamment pour prendre en compte le caractère intermittent des énergies renouvelables. Les prix négatifs sont encore des épisodes relativement rares car il faut la survenue concomitante de  plusieurs facteurs. On observe principalement des prix négatifs lorsque les productions renouvelables fatales (éolien et solaire) couvrent une part importante de la consommation pendant les creux de consommation (nuit, jour férié, week-end…) en raison de capacités de production conventionnelles difficilement modulables.

Depuis 2015 le nombre de pas horaires avec des prix négatifs a fortement augmenté et reste élevé en 2018 (voir figure 8).

fig 8 prix negatif
Figure 8 : nombre de pas horaires (marché Day Ahead) et quarts d´heures (marché Intraday) à la bourse EPEX spot selon /3/

Émissions de gaz à effet de serre

Selon les estimations /1/,/3/ et /11/, les émissions de gaz à effet de serre en 2018 sont  en recul d´au moins 6% (environ 50 Mt CO2éq) par rapport à 2017 principalement grâce à la baisse de la consommation énergétique (voir plus haut). Les émissions pourraient donc à nouveau augmenter en 2019 si la météo est moins clémente qu´en 2018.

Les émissions de la production d´électricité ont baissé d´environ 11 Mt CO2éq. La raison principale est la baisse de la production à base de charbon déjà mentionnée plus haut.

fig 9 emission 2018
Figure 9 : Évolution des émissions allemandes en millions de tonnes de CO2 éq par an (données 1990 à 2017 selon /9/, estimation pour 2018 selon /1/, /3/ et /11/)

Néanmoins le mix électrique est encore très carboné, les émissions de CO2 du secteur électrique allemand atteignaient environ 490 gCO2 /kWh en 2017 /9/ soit une production électrique 9 fois plus émettrice qu’en France (53 gCO2/kWh produits selon /10/).

Selon les mesures phares de la transition énergétique, l’Allemagne prévoit de réduire ses émissions de gaz à effet de serre de 40 % d’ici 2020 par rapport à 1990. Cet objectif est hors de portée. Au mieux, une réduction entre 30% et 34 % pourrait être atteinte d´ici 2020 selon /5/. Le problème est notamment que les émissions des secteurs bâtiment, chaleur et refroidissement ainsi que le transport ne baissent pas suffisamment.

Partant de la constatation qu’il n´est plus possible d’atteindre l´objectif de réduction des émissions de gaz à effet de serre, il est prévu de combler l´écart au mieux. Une commission a été mise en place en juin 2018 /8/ qui devait entre autres proposer en décembre 2018 des mesures pour réduire l´écart par rapport à l´objectif 2020, mais leur rapport a pris du retard.

Les émissions du secteur de l´électricité correspondent à un peu moins d´un tiers des émissions totales. La décarbonation du mix électrique nécessiterait la réduction et à terme l’abandon du charbon et lignite pour la production d’électricité.

La tache est difficile, alors que l´Allemagne perd déjà presque 12% de sa production d´électricité bas carbone d´ici fin 2022 avec la sortie du nucléaire. Malgré la baisse continue depuis plusieurs années de sa production, le couple charbon/lignite représente toujours une part de plus de 35%.

L´Allemagne prévoit de presque doubler la part actuelle des énergies renouvelables d´ici 2030 à 65% et mise notamment sur l´éolien et le photovoltaïque. Mais ces énergies fatales ne sont pas en mesure d´assurer à elles seules la sécurité de l´approvisionnement. En l´absence de solutions de stockage massif d´énergie, la variabilité de ces énergies fatales nécessite le maintien en backup des moyens pilotables adaptés aux variations rapides de la production comme les centrales à cycles combinés au gaz et des turbines à combustion et/ou l´ importation accrue d´électricité des pays voisins.  La mutualisation des moyens de secours entre plusieurs pays suppose une politique commune et des règles strictes sur le dimensionnement des moyens pilotables. Mais en dépit d’objectifs communs, chaque État continue de déterminer son propre mix /12/.

La commission citée plus haut a pour mission principale d’élaborer une stratégie, un calendrier et une date de sortie du charbon et lignite. Le rapport final est attendu pour février 2019.

Références

/1/        Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen, communiqué de presse N° 5/2018 du 19.12.2018 : « Energieverbrauch 2018 deutlich gesunken », http://www.ag-energiebilanzen.de/

/2/        Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen (14.12.2018) . « Bruttostromerzeugung in Deutschland ab 1990 nach Energieträgern », http://www.ag-energiebilanzen.de/

/3/        Agora Energiewende (2019) : « Die Energiewende im Stromsektor: Stand der Dinge 2018. Rückblick auf die wesentlichen Entwicklungen sowie Ausblick auf 2019. https://www.agora-energiewende.de/fileadmin2/Projekte/2018/Jahresauswertung_2018/125_Agora-JAW-2018_WEB.pdf

/4/        BMWi : « Zeitreihen zur Entwicklung der erneuerbaren Energien in Deutschland », 12/2018, https://www.erneuerbare-energien.de/EE/Navigation/DE/Service/Erneuerbare_Energien_in_Zahlen/Zeitreihen/zeitreihen.html

/5/        BDEW , communiqué de presse du 13.12.2018: „Rekord: Erneuerbare decken 38 Prozent des Stromverbrauchs“, https://www.bdew.de/presse/presseinformationen/rekord-erneuerbare-decken-38-prozent-des-stromverbrauchs/

/6/        Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) : « Wirkung der Maßnahmen der Bundesregierung innerhalb der Zielarchitektur zum Umbau der Energieversorgung » , Studie im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie, 13 juillet 2018, https://www.bmwi.de/Redaktion/DE/Publikationen/Studien/wirkung-der-massnahmen-der-bundesregierung-innerhalb-der-zielarchitektur-zum-umbau-der-energieversorgung.pdf?__blob=publicationFile&v=4

/7/        Bundesnetzagentur : Rapport Monitoring 2018, 21.11.2018, https://www.bundesnetzagentur.de/SharedDocs/Downloads/DE/Allgemeines/Bundesnetzagentur/Publikationen/Berichte/2018/Monitoringbericht_Energie2018.pdf?__blob=publicationFile&v=3

/8/        Le gouvernement allemand crée une commission devant émettre des propositions pour la sortie progressive de la production d’électricité à base de charbon et de lignite, https://allemagne-energies.com/2018/06/12/le-gouvernement-allemand-cree-une-commission-devant-emettre-des-propositions-pour-la-sortie-progressive-de-la-production-delectricite-a-base-de-charbon-et-de-lignite/

/9/        Umweltbundesamt  (UBA), Treibhausgas-Emissionen, https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/treibhausgas-emissionen

/10/      RTE : Bilan électrique français 2017,  bilan-electrique-2017.rte-france.com

/11/      BDEW communiqué de presse du 19.12.2018, « CO2-Emission der Energiewirtschaft sinken 2018 um 11 Millionen Tonnen », https://www.bdew.de/presse/presseinformationen/co2-emissionen-der-energiewirtschaft-sinken-2018-um-11-millionen-tonnen/

/12/      Dix associations professionnelles du secteur de l’électricité signent un appel commun pour assurer la sécurité d´approvisionnement en Europe, https://allemagne-energies.com/2018/10/10/dix-associations-professionnelles-du-secteur-de-lelectricite-signent-un-appel-commun-pour-assurer-la-securite-dapprovisionnement-en-europe/

/13/      Fraunhofer ISE .  » Öffentliche Nettostromerzeugung in Deutschland 2018: Erneuerbare Energiequellen erreichen über 40 Prozent, 2.1.2019, https://www.ise.fraunhofer.de/de/presse-und-medien/news/2018/nettostromerzeugung-2018.html

/14/      Frankfurter Allgemeine Zeitung (FAZ)  : « Deutscher Ökostromanteil wird systematisch überschätzt » 3.1.2019, https://www.faz.net/aktuell/wirtschaft/deutscher-oekostromanteil-wird-systematisch-ueberschaetzt-15971115.html?service=printPreview