Le tournant énergétique allemand

Texte mis à jour le 23.04.2022

Temps de lecture : 5 min (résumé exécutif)

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Résumé exécutif

La Loi sur les énergies renouvelables (EEG – Erneuerbare-Energien-Gesetz) dans le secteur électrique, mise en place en 2000, et l´abandon du nucléaire acté en 2002 constituent des étapes importantes de la politique énergétique allemande.

La transition énergétique repose essentiellement sur le concept énergétique (Energiekonzept), une feuille de route énergétique à l´horizon 2050, publiée en 2010. Ce concept définit les grandes orientations de la transition énergétique et fixe des objectifs quantitatifs pour la réduction des émissions de gaz à effet de serre, le développement des énergies renouvelables et la réduction de la consommation énergétique dans tous les secteurs grâce à l´efficacité énergétique.

Le nucléaire devait encore bénéficier d´une prolongation de fonctionnement au titre de technologie de transition, avant que quelques mois plus tard, le gouvernement fasse marche arrière et accélère la sortie du nucléaire suite à l´accident de Fukushima. Cette décision est appelée « Energiewende », le tournant énergétique.

Le mot « Energiewende » a été adopté parce qu´il s´agit une décision radicale. Le mot « Die Wende » (le tournant) était déjà utilisé en 1989 pour désigner le processus de changement après la chute du mur à Berlin.

Alors que le concept énergétique de 2010 prévoyait encore une réduction de 80% à 95% des émissions de gaz à effet de serre d´ici 2050 par rapport à 1990, la Loi Fédérale sur la Protection du Climat, entrée en vigueur en 2019, vise la neutralité carbone à l´horizon de 2050. Suite à la critique de la Cour Constitutionnelle Fédérale, le gouvernement a durci ses objectifs climatiques.

Selon l´avenant à la Loi Fédérale sur la Protection du Climat, entré en vigueur fin août 2021, le gouvernement compte réduire les émissions de gaz à effet de serre de 65% d´ici 2030 par rapport à 1990, contre 55% auparavant, avec l´intention d´atteindre en 2045 la neutralité carbone, soit cinq ans plus tôt qu´initialement prévu.

L´atteinte de la neutralité carbone (zéro émissions nettes) repose sur 4 piliers :

  • Réduction de la consommation grâce à l´efficacité énergétique
  • Augmentation de la part des énergies renouvelables dans la consommation de l´énergie et notamment dans la consommation d´électricité, abandon du nucléaire et du charbon
  • Electrification des autres secteurs de l´économie, ce que l´on appelle aussi « couplage sectoriel » et remplacement des combustibles fossiles par l´hydrogène et des combustibles « synthétiques » lorsque l´électricité ne peut pas être utilisée directement
  • Compensation des émissions résiduelles par la mise en place de puits carbone.

Les économies d´énergie grâce une amélioration de l´efficacité énergétique constituent un axe prioritaire de la transition énergétique allemande. Le gouvernement compte réduire de moitié la consommation d´énergie primaire d´ici 2050 par rapport à 2008.

Près d´un tiers des émissions allemandes relèvent du secteur énergétique. La décision de sortie progressive de la production d´électricité à partir de la houille et du lignite au plus tard d´ici 2038 et dans l´idéal déjà en 2030, représente donc un élément central de la politique de réduction des émissions dans ce secteur.

Le développement des énergies renouvelables dans le secteur électrique est un aspect emblématique du tournant énergétique allemand. La priorité est donnée au développement des énergies intermittentes, éolien et photovoltaïque.

La coalition au pouvoir outre-Rhin depuis décembre 2021 s´est fixé une part des énergies renouvelables de 80% dans la consommation brute d´électricité d´ici 2030 : de plus elle vise un approvisionnement en électricité quasi climatiquement neutre en 2035.

L´utilisation accrue de l´électricité renouvelable dans les autres secteurs de l´économie est une solution prometteuse pour décarboner l´énergie. La transformation de l´électricité en un autre vecteur énergétique, comme l´hydrogène vert produit par électrolyse de l´eau, est utile là où il n´existe actuellement aucune alternative aux combustibles fossiles.

Pour atteindre la neutralité carbone, les récentes études prévoient une forte hausse de la consommation électrique à l´horizon de 2045. Ceci est lié à l´électrification des usages dans le domaine de la mobilité (voitures électriques, transport ferroviaire) et de l´habitat (pompes à chaleur), la production de batteries et le numérique et notamment la génération d´hydrogène par électrolyse. Déjà d´ici 2030 le gouvernement table sur une consommation brute de 680 à 750 TWh contre une demande supposée à 580 TWh auparavant.

Le concept énergétique de 2010 tablait encore sur un recul de 25% de la consommation brute électrique à l´horizon de 2050 par rapport à 2008 (~ 614 TWh). Le gouvernement prévoit maintenant une consommation brute de 750 TWh en 2030. Selon les différentes études, elle dépasserait les 1000 TWh en 2045 avec une pointe de consommation supérieure à 100 GW. Plus de 90% de la consommation seraient fournis par les énergies renouvelables. Cela nécessiterait une vitesse de développement sans précédent du photovoltaïque et de l´éolien.

L´orientation vers un mix électrique à forte proportion d´énergies renouvelables recèle aussi de nouveaux défis pour les réseaux de transport. Les gisements de vent principalement dans le nord du pays, étant géographiquement distants des grands centres de consommation dans l´ouest et sud industriel, plusieurs tracés nord – sud sont indispensables afin de limiter les congestions. Le développement des réseaux de distribution est également d´une grande importance. La majorité des installations d´énergies renouvelables décentralisées et des nouveaux consommateurs y sera raccordée.

Les investissements supplémentaires cumulés nécessaires pour atteindre le nouvel objectif climatique à l´horizon de 2030 sont estimés à 860 Md€. Cela correspond à des investissements annuels d´environ 100 Md€ en moyenne – soit environ 2,5 % du PIB allemand.

La réalisation de la transition énergétique est un projet vertigineux. L´État doit créer les conditions favorables pour une décarbonation du pays environ trois fois plus rapide qu´au cours des 20 dernières années, or jusqu´à maintenant, au-delà des déclarations de principe, les stratégies efficaces ont souvent fait défaut.

En abandonnant le nucléaire et le charbon, les centrales à gaz devaient jouer un rôle pivot pour suppléer l´intermittence de la production de l´éolien et du photovoltaïque. Avant la guerre en Ukraine l´Allemagne se fournissait à environ 55% du gaz auprès de la Russie. La flambée du prix du gaz et les efforts pour s´émanciper de la forte dépendance au gaz russe ébranlent la stratégie actuelle.

Au pied du mur, les prochaines années détermineront si l´Allemagne parviendra à mettre en œuvre ses objectifs climatiques. Le gouvernement veut lancer en 2022 un programme d´urgence massivement basé sur les énergies renouvelables, revendiqué comme « le plus grand amendement législatif en matière de politique énergétique depuis des décennies ». Cependant l´abordabilité financière de la transition énergétique et la sécurité d´approvisionnement sont également des points de mire. Un échec risquerait de compromettre la place économique allemande et l´acceptation sociétale de la transition énergétique.

Les ambitions de l´Energiewende sont à l´épreuve des faits. L´Europe, et la France en particulier, devraient en suivre de près l’avancement et les conséquences.


Sommaire

La politique allemande en matière de climat et d’énergie

Les grandes étapes de la transition énergétique

  • Concept énergétique de 2010 (Energiekonzept
  • Loi sur la neutralité carbone à l´horizon de 2045
  • Actions pour l´efficacité énergétique
  • Tarification du CO2 (Brennstoffemissionshandelsgesetz)
  • Déploiement des énergies renouvelables
  • Abandon du nucléaire (Atomausstiegsgesetz)
  • Abandon de la production d´électricité à partir du charbon
  • Modernisation des réseaux électriques
  • Electrification des autres secteurs de l´économie
  • Puits carbone

Suivi de la transition énergétique

Critiques faites à la transition énergétique par la Cour des Comptes

Le nouveau pari de la neutralité carbone en 2045

La transition énergétique du secteur électrique

  • Scénario du concept énergétique de 2010
  • Scénarios à l´horizon de 2045

Coûts de la transition énergétique à l´horizon de 2045

La transition énergétique donne bonne conscience aux Allemands

Plateforme énergétique franco-allemande

Bibliographie

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La politique allemande en matière de climat et d´énergie

La Loi sur les énergies renouvelables dans le secteur électrique, mise en place en 2000, et l´abandon du nucléaire acté en 2002 constituent des étapes importantes de la politique énergétique de l´Allemagne.

La transition énergétique repose essentiellement sur la feuille de route à l´horizon 2050, appelée concept énergétique « Energiekonzept », publiée en 2010 (BMWi et BMU 2010).  Ce concept définit les grandes orientations de la transition énergétique et fixe des objectifs quantitatifs. Le nucléaire devait encore bénéficier d´une prolongation de fonctionnement au titre de technologie de transition.

Quelques mois plus tard, le gouvernement a fait marche arrière et a même accéléré la sortie du nucléaire suite à l´accident de Fukushima. Cette décision est appelée « Energiewende », le tournant énergétique. Le mot « Energiewende » a été adopté parce qu´il s´agit une décision radicale. Le mot « Die Wende » (le tournant) était déjà utilisé en 1989 pour désigner le processus de changement après la chute du mur à Berlin.

Par la suite le concept énergétique de 2010 a été amendé plusieurs fois pour s´inscrire dans le développement du marché intérieur et de la transition énergétique européenne. L´atteinte des objectifs de l´accord de Paris sur le climat est la priorité absolue. C´est pour cela que l´objectif de neutralité carbone a été avancé à 2045.

L´atteinte de la neutralité carbone repose sur 4 piliers, cf. figure 1 :

  • Diminuer la consommation énergétique grâce à l´efficacité énergétique ;
  • Privilégier les énergies renouvelables dans la consommation d´énergie et notamment dans la consommation d´électricité, abandon du nucléaire d´ici fin 2022 et du charbon au plus tard 2038 ;
  • Electrification des autres secteurs de l´économie, ce que l´on appelle aussi « couplage sectoriel » et remplacement des combustibles fossiles par l´hydrogène et des combustibles « synthétiques » lorsque l´électricité ne peut pas être utilisée directement ;
  • Déploiement des puits carbone naturels et technologiques pour la compensation des émissions résiduelles.
Fig 1 Saulenmodell
Figure 1 : les 4 piliers de la neutralité carbone en Allemagne

Les grandes étapes de la transition énergétique

La stratégie à long terme de la politique énergétique de l´Allemagne prend appui sur le concept énergétique du gouvernement de septembre 2010. Par la suite ce concept a été complété par une série d´instruments réglementaires qui fixent les objectifs climatiques et énergétiques nationaux. Une sélection de lois et de réglementations importantes est décrite par la suite.

Concept énergétique de 2010 (Energiekonzept)

Le gouvernement fédéral a adopté en 2010 un concept énergétique global, par lequel il détermine les grandes orientations de la transition énergétique jusqu´en 2050. Ce concept fixe des objectifs quantitatifs pour tous les secteurs et s´articule autour de deux objectifs clés : l´approvisionnement énergétique doit être assuré dans une mesure croissante par les énergies renouvelables et l´utilisation de l´énergie doit être plus efficace. Tout cela dans le but de réduire les émissions des gaz à effet de serre.

La figure 2 montre une sélection des objectifs quantitatifs du concept énergétique de 2010

Fig 2 Les mesures phares de la transition énergétique
Figure 2 : objectifs quantitatifs du concept énergétique de 2010

Loi sur la neutralité carbone à l´horizon de 2045

Alors que le concept énergétique de 2010 prévoyait encore une réduction de 80% à 95% des émissions de gaz à effet de serre par rapport à 1990, la Loi Fédérale sur la Protection du Climat, entrée en vigueur en 2019, vise la neutralité carbone à l´horizon de 2050 (Allemagne-Energies 2019b; Bundesregierung 2019a).

Critiqué par la Cour Constitutionnelle Fédérale, le gouvernement a durci ses objectifs climatiques. Selon l´avenant à la Loi Fédérale sur la Protection du Climat, entré en vigueur en août 2021, le gouvernement compte atteindre la neutralité carbone en 2045, soit cinq ans plus tôt qu´initialement prévu (Bundesregierung 2021).

La Loi fixe des objectifs juridiquement contraignants en matière d´émissions de gaz à effet de serre pour chaque année et pour chaque secteur économique à l´horizon de 2030 (cf. figure 3).

Fig 3 KSGneu
Figure 3 : objectifs sectoriels d´émissions de gaz à effet de serre à l´horizon de 2030 selon l´avenant à la Loi Fédérale sur la Protection du Climat

La part la plus importante des réductions supplémentaires d´ici 2030 sera supportée par le secteur énergétique et l´industrie. Selon le gouvernement cela suit d´une part l´idée économique de réduire les émissions là où les coûts de réduction sont les plus bas et d´autre part le fait que ces secteurs sont ceux aux émissions les plus élevées.

Les mesures actuellement existantes sont largement insuffisantes pour atteindre le nouvel objectif. La définition de mesures concrètes a été laissée au nouveau gouvernement au pouvoir depuis décembre 2021.

Le nouveau gouvernement a annoncé le lancement d´un « programme d´urgence pour la protection du climat » (Klimaschutz-Sofortprogramm) comportant différentes réformes (BMWi 2022 ; OFATE 2022). Les lois, décrets et mesures nécessaires devront être achevés avant fin 2022 afin que les nouvelles réglementations puissent entrer en vigueur dès 2023.

Actions pour l´efficacité énergétique

Les économies d´énergie grâce à une amélioration de l´efficacité énergétique constituent un axe prioritaire de la transition énergétique allemande.  Le secteur du chaud et froid constitue le premier usage énergétique et représentait plus que la moitié de la consommation d´énergie finale, cf. figure 4 (AEE 2022).

Fig 4 Endenergie par secteur 2020
Figure 4 : consommation d´énergie finale par secteur en 2020

La Stratégie d´Efficacité Énergétique 2050 (Energieeffizienzstrategie 2050), publiée en décembre 2019 (UBA 2022), prévoit une feuille de route à long terme visant à réduire de 50% la consommation d´énergie primaire d´ici 2050 par rapport à 2008. Le Plan d´Action National pour l´Efficacité Énergétique 2.0 (Nationaler Aktionsplan Energieeffizienz – NAPE 2.0) constitue l´outil de gestion. Il définit les mesures pour la période de 2021 à 2030 dans le secteur résidentiel, industriel et tertiaire.

Le spectre des mesures est large (OFATE 2020a) : isolation thermique du bâtiment, augmentation du rendement des installations de chauffage et des procédés industriels, diminution de la consommation spécifique des appareils électriques et des véhicules. L´accent est mis notamment sur le secteur du bâtiment via de nombreux programmes de soutien à la rénovation énergétique et le remplacement des installations de chauffage.

Le nouveau gouvernement au pouvoir depuis décembre 2021 a annoncé l´élaboration d´une nouvelle stratégie pour les bâtiments, afin d´atteindre l´objectif d´un parc immobilier climatiquement neutre d´ici 2045. Concernant la production de chaleur, un objectif de 50% climatiquement neutre d´ici 2030 est fixé (Allemagne-Energies 2021a; OFATE 2022).

Tarification du CO2 (Brennstoffemissionshandelsgesetz)

En plus du système européen d´échange de quotas d’émission (SEQE-UE), le gouvernement fédéral (Bundesregierung 2019b) a adopté fin 2019 un système national de tarification complémentaire pour les secteurs de la chaleur et des transports. La taxe carbone est intégrée pour l´instant au prix final de l´essence, du gazole, du fioul ou du gaz naturel. Elle est censée augmenter régulièrement pour donner un signal prix, incitant à réduire l´usage des énergies fossiles et à inciter le développement des énergies renouvelables et des technologies respectueuses de l´environnement (électromobilité, pompes à chaleur).

Le prix de départ en 2021 des droits d´émissions sous forme de certificats a été fixé à 25 Euros par tonne de CO2. Il atteindra progressivement 55 €/tCO2 en 2025, cf. figure 5. En 2026, les certificats seront mis aux enchères dans une fourchette de 55 à 65 Euros par tonne de CO2.

Fig 5 Prix co2 BEHG
Figure 5 : taxe carbone sur les émissions des produits combustibles non couverts par le Système Européen d´Échange de Quotas d´Émissions

Cela renchérira à partir de 2021 les carburants et combustibles fossiles tels que le fioul, le gazole, l´essence, cf. figure 5.  Les recettes de la taxe carbone seront réinvesties dans des mesures de protection du climat ou restituées aux citoyens à titre de compensation.

La note de synthèse de l´Office Franco-Allemand pour la Transition Énergétique (OFATE) donne un aperçu de la tarification du CO2 en France et en Allemagne, cf. (OFATE 2021a).

Déploiement des énergies renouvelables

Le remplacement des combustibles fossiles dans les secteurs du chaud et froid et des transports par l´utilisation accrue de l´électricité est une solution prometteuse pour décarboner la consommation énergétique (voir plus loin). Pour y arriver le développement de la production d´électricité à partir de sources renouvelables revêt une importance particulière selon la stratégie du gouvernement allemand. 

Adoptée en 2000, la Loi sur les énergies renouvelables (EEG – Erneuerbare Energien Gesetz) a établi la base du développement des énergies renouvelables dans le secteur électrique par des outils de soutien généreux. Elle repose sur le principe suivant : le producteur d´électricité à partir de l´éolien, du photovoltaïque ou de la biomasse perçoit une rémunération fixe pour chaque kWh et garantie sur 20 ans. Les coûts de soutien sont répercutés in fine sur le consommateur d´électricité via une taxe appelée charge de soutien aux énergies renouvelables (EEG- Umlage).

La loi sur les Énergies Renouvelables a été adaptée au fur et à mesure et la part des renouvelables à la consommation brute d´électricité constamment rehaussée. Les mécanismes de rémunération sur le marché avec prime (EEG 2014) et les appels d´offres (EEG 2017) sont des étapes importantes pour tenir compte des évolutions techniques et économiques.

L´avenant à la Loi entré en vigueur en 2021 (EEG 2021) visait une part des énergies renouvelables de 65% à la consommation brute d´électricité d´ici 2030 en tablant sur une consommation brute de 580 TWh. La Loi prévoyait une puissance installée jusqu´en 2030 de 71 GW d´éolien terrestre, 100 GW de photovoltaïque et 8,4 GW de biomasse. Dans ce contexte, la loi fixe, de manière contraignante, la feuille de route pour y parvenir (OFATE 2021b).

Le nouveau gouvernement en fonction depuis décembre 2021 veut accélérer la transition énergétique et vise maintenant une part des énergies renouvelables à la consommation brute d´électricité de 80% d´ici 2030 et un approvisionnement en électricité quasi climatiquement neutre en 2035.

En tablant sur une consommation brute de 750 TWh, l´objectif de développement de la puissance installée à l´horizon de 2030 a été rehaussé par rapport à la loi EEG 2021, soit 115 GW pour l´éolien terrestre et 215 GW pour le photovoltaïque.

Le développement des éoliennes en mer est règlementé dans la Loi pour le Développement et la Promotion de l´Énergie éolienne en Mer (Windenergie-auf-See-Gesetz – WindSeeG), entrée en vigueur en 2017 (BMWi 2). Des appels d´offres ont été introduits pour toutes les éoliennes en mer mises en service à partir de 2021.

En rehaussant les objectifs, le gouvernement vise maintenant 30 GW dès 2030, afin d´atteindre 40 GW en 2035 et au moins 70 GW en 2045.

Pour plus d´information, cf. : énergies renouvelables : de nombreux défis (Allemagne-Energies 2).

Abandon du nucléaire (Atomausstiegsgesetz)

C´est au début des années 2000 que la coalition des sociaux-démocrates (SPD) et des Verts s´est emparée du sujet du nucléaire qui divisait les Allemands. Parmi les points essentiels de l´amendement à la loi Atomique entré en vigueur en 2002 figurent l´interdiction de construction de nouvelles centrales nucléaires commerciales et la limitation de la durée de fonctionnement des centrales nucléaires existantes à 32 ans. A chaque réacteur un quota de TWh restant à produire avant son arrêt définitif était attribué sans toutefois fixer une date butoir de fermeture.

Suivant l´amendement à la Loi Atomique de 2010, le nucléaire devait bénéficier d´une prolongation de fonctionnement au titre de technologie de transition. La durée d´exploitation des centrales nucléaires fut prolongée de 12 ans en moyenne par un quota de TWh supplémentaires attribué individuellement à chaque centrale. Comme la Loi de 2002, la Loi Atomique de 2010 ne fixait pas de dates butoirs de fermeture des centrales.

Quelques mois plus tard, le gouvernement a fait marche arrière et a même accéléré la sortie du nucléaire suite à l´accident de Fukushima au Japon. L´amendement à la Loi Atomique de 2011 précise le calendrier de sortie : huit sur les dix-sept centrales nucléaires sont arrêtées définitivement en 2011, l´arrêt des neuf centrales restantes s´échelonne jusqu´à fin 2022.

Contrairement aux avenants à la Loi Atomique de 2002 et 2010, l´amendement à la Loi Atomique de 2011 fixe pour chaque réacteur une date butoir de fonctionnement.

La figure 6 montre les dates d´arrêt définitif des centrales nucléaires selon l´amendement à la Loi Atomique de 2011. Les trois dernières centrales nucléaires d´une puissance d´environ 4 GW seront arrêtées fin 2022.

Fig 6 sortie nucleaire
Figure 6 : calendrier d´arrêt définitif des centrales nucléaires selon la Loi Atomique de 2011

La nouvelle coalition au pouvoir outre-Rhin depuis décembre 2021 a confirmé cette date butoir pour l´arrêt des derniers réacteurs malgré les difficultés de l´approvisionnement énergétique consécutives à la guerre en Ukraine. Pour plus d´information, cf. : rapide historique de la sortie du nucléaire (Allemagne-Energies 3).

Abandon de la production d´électricité à partir du charbon

Près d´un tiers des émissions allemandes relèvent du secteur énergétique. La Loi de sortie de la production d´électricité à partir du charbon au plus tard d´ici 2038, entrée en vigueur en 2020, représente donc un élément central de la politique de réduction des émissions dans ce secteur. Les exploitants seront indemnisés pour l´arrêt de leurs centrales (voir plus loin). Le gouvernement fédéral met à disposition des régions charbonnières concernées un soutien de 40 Md€ pour la transformation structurelle. De plus il s´est engagé à créer au moins 5000 emplois supplémentaires dans les administrations fédérales situées dans ces régions.

La figure 7 montre les dispositions de la loi de sortie du charbon. La puissance nette installée de centrales à houille et lignite s´élève à 40 GW en novembre 2021, dont 34 GW ont été activement sur le marché de l´électricité et 6 GW intégrés dans le mécanisme de réserve stratégique fonctionnant en marge du marché de l´électricité (BNetzA 3).

L´Allemagne vise l´abandon du charbon avec deux étapes intermédiaires :

–           réduction de la puissance nette des centrales au réseau à 30 GW d´ici fin 2022 ; 

–           à 17 GW au 1er avril 2030 ;

–           et à zéro GW au plus tard à la fin 2038.

La nouvelle coalition au pouvoir souhaite avancer la date de sortie définitive à 2030, « dans l´idéal ».

Fig 7 Kohleausstieg Stand 11_2021
Figure 7 : calendrier de sortie des centrales à houille et à lignite

Pour les centrales à lignite, il existe un calendrier détaillé de fermeture annexé à la Loi. Les exploitants reçoivent une indemnité de 4,35 Md€ pour celles mises hors service avant 2030, sous réserve de l´accord de la Commission Européenne qui a ouvert en mars 2021 une enquête sur la conformité aux règles en matière d´aides d´État (CE 2021).

Pour les centrales à houille et les centrales à lignite inférieures à 150 MW, la loi prévoit que la réduction de capacité sera mise en œuvre à l´aide d´enchères. Au total, sept appels d´offres sont prévus entre 2020 et 2023. La prime d´arrêt maximale octroyée par MW de puissance nette installée est dégressive pour inciter à la soumission précoce des offres.

Les centrales à houille restantes après le dernier appel d´offres feront l´objet d´une fermeture par ordonnance sans compensation à partir de 2027.

En revanche le règlement n´exclut pas que l´exploitant utilise à l´avenir l´installation ou des parties de l´installation pour produire de l´électricité et de la chaleur à partir d´autres sources d´énergie telles que la biomasse ou le gaz. Pour cette raison, la loi sur la sortie du charbon prévoit une prime de remplacement du charbon accordée à la cogénération de chaleur et d´électricité. La prime est différenciée selon l´âge de la centrale allant de 50 €/kW pour les centrales anciennes à 390 €/kW pour les centrales les plus récentes. La prime diminue à partir de 2023 pour inciter à une conversion plus rapide vers d´autres sources d´énergie.

Les quatre gestionnaires du réseau de transport (GRT) vérifieront si certaines installations retenues pour le déclassement nécessitent un classement « importance systémique ». Le cas échéant elles seront mises en réserve stratégique.

Pour plus d´information voir aussi (Allemagne-Energies 2019 b; 2020),  le memo de l´Office Franco-Allemand pour la Transition Énergétique (OFATE) sur les lois allemandes relatives à l´arrêt définitif du charbon et au renforcement structurel, publié en septembre 2020 (OFATE 2020b), et l´étude de l´Institut Français des Relations Internationales (Ifri), publiée en avril 2021 (Matthes 2021).

Modernisation des réseaux électriques

Réseaux de transport

Un approvisionnement électrique basé sur des sources d’énergies renouvelables recèle de nouveaux défis pour les réseaux de transport et de distribution. Dorénavant, une grande partie de l´électricité sera injectée de manière décentralisée dans les réseaux électriques et transportée en partie sur de longues distances. On observe en effet l´accroissement d´un déséquilibre dans la production d´électricité en Allemagne.  Tandis que la production dans le nord et l´est du pays équivaut pratiquement au double de la demande, il y a un déficit dans le sud et l´ouest où entre un quart et la moitié de la consommation annuelle d´électricité doit être assurée par des importations depuis d’autres régions.

L´électricité éolienne produite dans le nord doit être amenée à des centres de consommation dans le sud et dans l’ouest de l´Allemagne. Par conséquent, le développement des réseaux de transport suprarégionaux et des réseaux de distribution locaux est une tâche essentielle.

Le législateur a réagi dès 2009 à la nécessité de développer rapidement le réseau de transport. Avec la loi sur le développement des lignes électriques (EnLAG), il a défini pour la première fois le développement du réseau de transport nécessaire pour la mise en œuvre de la transition énergétique. Les quatre GRT ont été chargés de planifier et de construire ces projets en priorité.

Par la suite le gouvernement fédéral a préparé le terrain pour permettre aux quatre GRT de mieux coordonner leurs besoins en réseaux. Les GRT présentent ensemble le « plan de développement des réseaux », une première projection des projets de développement des réseaux pour les prochaines années.

De plus, ils élaborent le « plan de développement des réseaux offshore » afin de connecter les parcs éoliens de la Mer du Nord et de la Mer Baltique. Les GRT se plient à cet exercice tous les deux ans.

L´Agence Fédérale des Réseaux (Bundesnetzagentur) examine les deux plans et les entérine, le cas échéant en y apportant les modifications nécessaires. Une fois arrêté, le plan de développement des réseaux sert de base à la programmation fédérale des besoins (Bundesbedarfsplan). Celle-ci est entrée en vigueur pour la première fois en 2013. Elle fixe légalement les projets de développement du réseau qui s´imposent prioritairement pour la transition énergétique.  L´épine dorsale est constituée par plusieurs tracés nord – sud en courant continu.

La programmation fédérale des besoins en réseaux pour la période 2019 à 2030 ayant reçu le feu vert des instances parlementaires début 2021, évalue les besoins totaux en réseaux (nouvelles lignes, renforcement des lignes existantes) à plus de 12200 km (BNetzA 1). Ce plan tient compte du nouvel objectif d´une part de 65% d´énergies renouvelables à la consommation d´électricité et de la sortie des centrales à charbon à l´horizon de 2038, cf. figure 8.

Fig 8 NEP 2019_2030
Figure 8 : programmation fédérale des besoins en réseaux pour la période 2019 à 2030

A cela se rajoute le développement du réseau offshore pour la connexion des éoliennes en mer. Selon le plan de développement actuel les besoins en réseaux sont estimés à 3650 km y compris les 750 km approuvés précédemment.

Or la construction des lignes est lente. Outre les contraintes administratives, l´installation de nouvelles lignes se heurte aux refus des riverains et des associations de protection de la nature. Les autorités ont pris la décision de la mise en souterrain du réseau électrique pour une grande partie, sans parvenir à calmer toutes les résistances.

Le plan de développement des réseaux 2021 à 2035 a reçu l´accord de l´Agence Fédérale des Réseaux en janvier 2022 (BNetzA 1). Il définit l´extension du réseau nécessaire d´ici 2035 pour tenir compte de la sortie progressive du charbon et du développement des énergies renouvelables. Par rapport au développement des réseaux en vigueur, le nouveau plan 2021-2035 prévoit environ 1000 km de lignes supplémentaires, auxquels s´ajoutent des renforcements de lignes déjà existantes.

Début 2022, les quatre GRT ont présenté le projet du plan de développement (BNetzA 2022) qui, pour la première fois, envisage l´état du réseau en 2045 (date à laquelle le gouvernement allemand s´est engagé à atteindre la neutralité carbone). Il faut s´attendre à une nouvelle hausse des besoins en réseaux. 

Réseaux de distribution

Non seulement le réseau de transport, mais aussi les réseaux de distribution doivent être adaptés à la transition énergétique. Ceux-ci servaient naguère principalement à « distribuer » l´électricité aux consommateur finaux. Leur rôle a changé du fait du développement des énergies renouvelables. Aujourd’hui, ils servent également à raccorder les nombreuses installations éoliennes et photovoltaïques au réseau. Cela signifie que les lignes doivent à présent transporter l´électricité dans les deux sens. Elles doivent équilibrer l´injection irrégulière d´électricité issue d´énergies renouvelables et les fluctuations de la consommation d´électricité en forte hausse en raison de la croissance rapide des nouveaux consommateurs.

Suite à l´électrification accrue des usages dans le domaine de la mobilité, les réseaux de distribution doivent non seulement être élargis et modernisés, mais encore ils devront dorénavant devenir « plus intelligents ».

Electrification des autres secteurs de l´économie

Alors que des progrès ont été réalisés dans les procédés industriels basés sur l´électricité, la réfrigération et la climatisation ainsi que les secteurs des transports et de la production de chaleur dépendent encore beaucoup des combustibles fossiles.

Pour relever le défi de la neutralité carbone il faut remplacer le plus possible les énergies fossiles par l´électricité, ce que l´on appelle aussi le « couplage sectoriel ». En revanche, pour que le bilan carbone soit positif, l´électricité doit être produite impérativement par une source d´énergie décarbonée.  En complément à l´électrification de l´économie, la transformation de l´électricité en un autre vecteur énergétique, comme l´hydrogène vert ou le combustible synthétique est une solution. Produit de manière décarbonée, l´hydrogène permettra d´accélérer la décarbonation de plusieurs usages, comme l´industrie et la mobilité.

Les technologies Power-to-X telles que Power-to-Gas (P2G) pour la production d´hydrogène à partir d´énergies renouvelables grâce à l´électrolyse ou Power-to-Heat (P2H) pour la production de chaleur existent déjà, mais la plupart d´entre elles sont encore au stade expérimental.

C´est pour cela que le gouvernement a adopté en 2020 le Plan de Déploiement National de l´Hydrogène pour la transition énergétique (BMWi 2020; Bundesregierung 2020).

L´hydrogène en tant que « vecteur énergétique » sera utilisé dans un premier temps là où il n´existe actuellement aucune alternative aux combustibles fossiles : le trafic de poids lourds, l´industrie et notamment l´industrie sidérurgique, chimique et du ciment ainsi que l´aviation.

Outre l´investissement dans la recherche, une enveloppe globale de 9 milliards d´Euros d´ici 2030 est prévue pour rendre cette énergie commercialisable. Le gouvernement sortant s´est fixé un objectif de 5 GW d´électrolyseurs installés en 2030, cela correspond à une production d´hydrogène « vert » d´environ 14 TWh. La majeure partie de l´électricité requise sera produite dans des parcs éoliens en mer. A l´horizon 2040 il est prévu d´accroitre la capacité de production nationale d´hydrogène à 10 GW.

Le nouveau gouvernement au pouvoir veut accélérer le développement des réseaux d´hydrogène et vise au moins 10 GW d´électrolyseurs en 2030 (Allemagne-Energies 2021a) au lieu de 5 GW auparavant.

Pour un démarrage rapide du marché de l´hydrogène, un développement technologiquement ouvert est envisagé. A long terme, la priorité est donnée à l´utilisation d´hydrogène produit par électrolyse à partir d´électricité renouvelable.

La production de l´hydrogène étant électro-intensive, la capacité de production nationale d´énergies renouvelables ne pourra y suffire à elle seule. C´est pour cela et aussi pour profiter des avantages en matière de coûts que le gouvernement allemand part de l´hypothèse qu´une grande quantité d´hydrogène sera importée à moyen terme. Il vise sur le développement renforcé de partenariats internationaux, par exemple avec des pays d´Afrique du Nord pour participer à des installations de production dans cette région.

Puits carbone

Pour atteindre cette neutralité carbone il faut agir sur deux grands leviers : la réduction des émission et l´augmentation des puits de carbone ce qu’on appelle les émissions négatives pour compenser les émissions résiduelles. Les solutions sont fondées sur la nature (puits de carbone biologiques dans les sols et la biomasse, ou géochimiques) et sur les solutions technologiques (bioénergie avec captage, stockage et utilisation du CO2 ou BECCUS ; captage direct de l´atmosphère ou DAC).

Selon les hypothèses actuelles, pour atteindre la neutralité nette des gaz à effet de serre d´ici 2045, il faut viser une réduction d´au moins 97% par rapport à 1990. Les émissions négatives des puits de carbone naturels devraient compenser par conséquent d´ici là les 3% restants, soit environ 40 Mt CO2éq/an. La Loi sur la protection du climat (voir plus haut) stipule la contribution du secteur des terres et forêts-UTCATF aux émission négatives suivant le tableau 1.

T1_Emissions negatives
Tableau 1 : émissions négatives du secteur UTCATF selon la Loi sur la protection du climat

Suivi du tournant énergétique

Le Ministère Fédéral de l´Économie et de l´Énergie publie un rapport « monitoring » annuel qui illustre l´état actuel de la transition énergétique et met en évidence les aspects qui nécessitent des améliorations.  Tous les trois ans, ce rapport « monitoring » est complété par un rapport d´avancement stratégique. Ce rapport d´avancement permet des analyses approfondies et identifie les tendances et actions correctives éventuellement nécessaires. Une commission d´experts indépendante accompagne le processus de surveillance et émet ses observations sur les rapports sur une base scientifique (BMWi 1). Compte tenu de la lourdeur du processus, les rapports sont publiés avec un retard important, cela signifie que les chiffres ne sont pas actuels.

L´Agence Fédérale des Réseaux publie annuellement un rapport monitoring « énergie » qui comporte des informations exhaustives sur le secteur de l´énergie (électricité et gaz) (BNetzA 2).

McKinsey publie depuis 2012 un baromètre semestriel pour analyser la progression de la transition énergétique allemande. Le cabinet s´appuie sur les trois critères du triangle énergétique : la sécurité d’approvisionnement, l´économie et la protection de l´environnement et du climat. Le cabinet évalue jusqu´à 15 indicateurs sous l´angle de leur progression vers les objectifs prévus pour la transition énergétique (McKinsey).  

Le rapport annuel de l´Union Economique Bavaroise « vbw » sur la transition énergétique en Allemagne et en Bavière est assez parlant, car il utilise un système de feu tricolore pour classer le degré d´avancement des objectifs phares. La figure 9 montre l´avancement des objectifs phares de la transition énergétique en 2020 par rapport aux objectifs (vbw 2022).

Fig 9 Bilan TE vbw 2020
Figure 9 : avancement des objectifs phare de la transition énergétique en 2020

Sécurité d´approvisionnement

La sécurité d´approvisionnement de l´Allemagne reste moyennement satisfaisante (indicateur jaune).

Elle a néanmoins été garantie en 2020. Dans l´ensemble, l´Allemagne est restée parmi les pays offrant la meilleure qualité d´approvisionnement en électricité (indicateur vert). L´indice SAIDI (System Average Interruption Duration Index) donne la durée moyenne d´interruption de l´approvisionnement d´un consommateur final moyen pendant la période considérée. En 2020, l´indice SAIDI était de 10,7 minutes, en légère baisse par rapport à 2019 (12,2 minutes). Toutefois, l´indice SAIDI ne peut être déterminé que rétrospectivement et ne permet pas de se prononcer sur la sécurité d´approvisionnement dans le futur.

Les mesures des GRT pour réduire les congestions du réseau y ont contribué. Les coûts relatifs à l´équilibrage du système électrique ont augmenté en 2020 de presque 8% par rapport à l´année précédente à environ 1,4 Md€. Ces coûts sont supportés par le consommateur par le biais du tarif d´utilisation du réseau (indicateur rouge).

La modernisation du réseau n´a progressé que lentement. Seuls 15,8% (1.934 km) du volume total (12.230 km) étaient réalisés fin 2021 (indicateur rouge).

Afin de compenser l´abandon programmé du nucléaire fin 2022 et du charbon en 2030, la construction de deux à trois nouvelles centrales électriques pilotables par an serait nécessaire pour garantir la sécurité d´approvisionnement, selon le baromètre semestriel McKinsey de mars 2022 (McKinsey). Pour remplacer le nucléaire et le charbon la construction des centrales à gaz et, à moyen terme, des centrales à hydrogène s´impose. Une partie de la capacité nécessaire pourrait toutefois être couverte par la construction de nouvelles centrales à biomasse.

Les conséquences possibles de la guerre en Ukraine sur l´approvisionnement électrique en Allemagne ne sont pas encore prises en compte.

Coûts de l´électricité

Les prix de l´électricité pour l´industrie et les ménages ont augmenté en 2020. Le prix du kWh payé par le ménage allemand était supérieur au taux d´inflation mesuré par l´indice des prix à la consommation (indicateur jaune). De plus, le prix du kWh est parmi les plus élevés en Europe, cf. (Allemagne-Energies 1).

Le critère pour le prix de l´électricité pour l´industrie est l´indice du prix de la production du secteur « industries manufacturières ». En 2019, l´indice des prix de l´électricité pour l´industrie était inférieur à celui des prix du secteur des « industries manufacturières » dans deux tranches de consommation annuelle tandis qu´en 2020, il était supérieur dans toutes les tranches de consommation considérées. Cela a conduit à l´appréciation négative (indicateur rouge).

Efficacité énergétique et énergies renouvelables

Les économies d´énergie sont l´un des axes prioritaires de la transition énergétique, or les progrès sont insuffisants. Les indicateurs de l´efficacité énergétique montrent que l´Allemagne s´est éloignée de plus en plus des objectifs cibles. La productivité énergétique finale ainsi que la consommation d´énergie primaire ont manqué leurs objectifs en 2020.

La productivité énergétique finale se définit par le rapport entre le PIB et la consommation d´énergie finale [M€/tep]). Le concept énergétique allemand vise une augmentation de la productivité énergétique de 2,1% par an entre 2008 et 2020. En 2020, la consommation d´énergie finale a nettement diminué en raison de la crise sanitaire, mais le PIB a également connu un net recul, de sorte que la valeur de productivité énergétique était inférieure d´environ 7 % à la trajectoire visée (indicateur rouge).

Malgré une baisse de la consommation d´énergie primaire à un niveau historique, l´objectif d´une réduction de 20 % par rapport à 2008 a également été manqué d´environ 2% (indicateur rouge).

L´Allemagne s´est fixé comme objectif une réduction de 10% de la consommation brute d´électricité d´ici 2030 par rapport à 2008. Bien que la consommation brute d´électricité soit encore supérieure de plus de 2 % à la valeur cible en 2019, elle a nettement diminué en 2020 et se situe à près de 1 % sous la valeur cible (indicateur vert).

La part des énergies renouvelables dans la consommation d’électricité a augmenté de 3,5% en 2020 par rapport à l´année précédente, pour atteindre presque 46%. L´objectif cible de 35% a donc été largement dépassé (indicateur vert). Cela s’explique notamment par la baisse de la consommation brute d´électricité et une augmentation simultanée de la production du photovoltaïque et de l´éolien.

Impact environnemental

Le gouvernement allemand s´était fixé pour objectif de réduire les émissions de gaz à effet de serres (GES) de 40% en 2020 par rapport à 1990. Principalement grâce à l´effet de la crise sanitaire, les émissions de GES ont diminué en 2020 de près de 9 % par rapport à l´année précédente. Cette réduction est principalement due à la diminution des émissions dans les secteurs de l´énergie et des transports.

Cette baisse représente une réduction d´environ 41% par rapport à 1990. L’objectif pour 2020 est donc atteint (indicateur vert).

Le résultat de 2020 étant fortement influencé par la crise sanitaire, ce n´était qu´une baisse temporaire. Les émissions de GES ont de nouveau augmenté d´environ 4,5% en 2021, cf. (Allemagne-Energies 2022a).

Critiques faites au tournant énergétique

La Cour des Comptes allemande a critiqué à plusieurs reprises la transition énergétique dont les performances affichées divergent des objectifs fixés sur plusieurs indicateurs. Parmi les critiques évoquées :

  • Coûts élevés de l´électricité pour les ménages et PME ;
  • Lente modernisation des réseaux électriques ;
  • Suivi insuffisant de la sécurité d´approvisionnement d´électricité 
  • Coordination et pilotage insuffisants de la politique de protection du climat 

Coûts élevés de l´électricité pour les ménages et PME

Dans son rapport spécial, publié en mars 2021, la Cour des Comptes allemande critique (Allemagne-Energies 2021b; BRH 2021) le niveau des prix de l´électricité pour les ménages et les PME qui se situent en tête du classement européen.

Selon le rapport monitoring du Ministère Fédéral de l´Economie et de la Protection du Climat pour l´année 2019 (BMWi 2021), environ trois quarts de la tarification de l´électricité sont constitués des composants réglementés par l´État, comme par exemple la charge de soutien des énergies renouvelables et le tarif d´utilisation des réseaux, cf. figure 10.

Fig 10 Depense conso final elec
Figure 10 : composants des coûts de l´électricité pour le consommateur final en 2019

Trois quarts des 81 Md€ de dépenses pour l´électricité sont constitués des composants réglementés par l´État (composants en bleu). La moitié, soit environ 40 Md€, sont les taxes et contributions diverses. La charge de soutien des énergies renouvelables détient la plus grande part (en vert, à droite).

Selon la Cour ce niveau de prix risque de dépasser la capacité financière des consommateurs finaux et ainsi compromettre la place économique allemande et l´acceptation sociétale de la transition énergétique. Une réforme fondamentale de la tarification serait nécessaire.

Le Ministère estime que l´abordabilité financière de la transition énergétique ne peut être représentée par un seul indicateur (par exemple le prix de l´électricité).

Le pourcentage des coûts énergétiques du pays par rapport au produit intérieur brut (PIB) est relativement stable autour de 7%. Les dépenses ont donc tendance à évoluer en proportion du PIB et ont même baissé ces dernières années par rapport au PIB. Malgré les couts élevés de l´électricité, les dépenses pour le secteur électrique se sont stabilisées à un niveau autour de 2,4% du PIB depuis 2016, cf. (Allemagne-Energies 2021b).

Toutefois, le nouveau gouvernement au pouvoir prévoit de supprimer la charge de soutien aux énergies renouvelables au plus tard d´ici 2023 (BMWi 2022) et éventuellement déjà courant 2022. Le soutien sera dans l´avenir entièrement financé par l´État.  

Mais cela ne conduira pas forcément à une baisse du prix de l´électricité car les autres composants du prix (fourniture et tarif d´utilisation des réseaux) augmenteront dans l´avenir.

Lente modernisation des réseaux électriques

Comme exposé plus haut, un approvisionnement électrique basé sur une forte proportion des énergies renouvelables recèle de nouveaux défis pour les réseaux de transport et de distribution, voir aussi (Allemagne-Energies 2021c).  

Selon la Cour des Comptes le développement du réseau de transport accuse en 2020 un retard d´environ 5 ans par rapport au planning initial de 2010 (Allemagne-Energies 2021b; BRH 2019;2021).  La Cour préconise une accélération des procédures d´autorisation des grandes lignes interrégionales en courant continu et un monitoring amélioré de la modernisation des réseaux.

Suivi insuffisant de la sécurité d´approvisionnement d´électricité

Selon l´Agence Fédérale des Réseaux (BNetzA 3), environ 22 GW de centrales conventionnelles sont déclassés entre 2021 et 2023 et 3,6 GW actuellement en construction connectés au réseau. L´Allemagne aura donc perdu de l´ordre de 19 GW début 2024, cf. figure 11.

Fig 11 Declassement 2021_2023
Figure 11 : déclassements et nouvelles constructions de centrales conventionnelles prévues entre 2021 et 2023

Selon la Cour des Comptes la sécurité d´approvisionnement serait soumise à des risques dont le gouvernement n´a pas pleinement pris conscience (Allemagne-Energies 2021b). La Cour préconise d´étudier d´urgence des scénarios qui reflètent de manière fiable les évolutions actuelles et les risques affectant l´offre et la demande. Cela devrait inclure des scénarios conjuguant plusieurs facteurs susceptibles d´avoir un impact négatif sur la sécurité d´approvisionnement et un scénario « worst case » comme stress-test.

Le nouveau gouvernement souhaite améliorer le monitoring de la sécurité d´approvisionnement d´électricité et de chaleur. L´étude d´un scénario « worst case », comme demandé par la Cour des Comptes, est également prévue (Allemagne-Energies 2021a).

Coordination et pilotage insuffisants de la politique de protection du climat

Selon le rapport spécial de la Cour des Comptes, publié en mars 2022, les objectifs climatiques de l´Allemagne sont en danger (Allemagne-Energies 2022b). Jusqu´à présent, le gouvernement fédéral n´a pas assuré une coordination et un pilotage suffisants de sa politique de protection du climat. Presque toutes les mesures de protection du climat manquent de critères sur la quantité d´émissions de gaz à effet de serre qu´elles doivent permettre d´économiser. La coordination interministérielle de la transition énergétique est insuffisante. Des milliards d´Euros ont été dépensés pour des programmes de soutien inefficaces en matière de protection du climat.

Selon la Cour des Comptes :

  • Le rythme actuel de réduction des émissions ne permet pas d´atteindre la neutralité climatique d´ici 2045
  • L´efficacité des mesures de protection du climat est incertaine
  • La coordination interministérielle doit être fortement améliorée

La Cour des Comptes prodigue des conseils au nouveau gouvernement fédéral en fonction depuis décembre 2021 pour un pilotage plus ciblé des actions climatiques afin que l´Allemagne puisse atteindre ses objectifs ambitieux.

Le nouveau pari de la neutralité carbone en 2045

Le gouvernement s´est engagé à atteindre la neutralité carbone en 2045. En 2019, la part des combustibles fossiles dans consommation énergétique s´élève à presque 80% en Allemagne.

Le nouveau gouvernement doit considérablement accélérer son rythme d´action si l´on veut décarboner le pays à l´horizon de 2045. 

Ces 30 dernières années, la réduction annuelle des émissions était en moyenne de 15 Mt d´équivalents CO2 par an, cf. figure 12. Les réductions les plus importantes ont été réalisées dans le secteur de l´énergie (en bleu – 45%) et du bâtiment (en violet – 41%). En revanche dans le secteur des transports (en jaune), les émissions sont pratiquement restées au même niveau qu´en 1990.

Fig 12 Reduction GES 2045
Figure 12 : le nouveau pari de la neutralité carbone en 2045

Les 2 prochaines décennies, la réduction annuelle des émissions devra doubler. En outre, les récentes études sur la neutralité carbone prévoient une forte hausse de la consommation électrique (voir plus loin). Ceci est lié à l´électrification des usages dans le domaine de la mobilité (voitures électriques, transport ferroviaire) et de l´habitat (pompes à chaleur), la production de batteries, le numérique et la génération d´hydrogène par électrolyse.   

Le concept énergétique, publié en 2010, supposait un recul de 25% de la consommation électrique par rapport à 2008 tandis qu´il faut maintenant compter sur une augmentation de 70% à 100%. La consommation brute dépasserait les 1000 TWh en 2045 avec une pointe de consommation supérieure à 100 GW. Plus de 90% de la consommation seraient fournis par les énergies renouvelables. Cela nécessitera un développement sans précédent du photovoltaïque et de l´éolien, avec un rythme annuel d´augmentation très élevé.

La transition énergétique du secteur électrique

Scénario du concept énergétique de 2010

Le concept énergétique de 2010 définit les grandes orientations de la transition énergétique et fixe des objectifs quantitatifs à l´horizon de 2050 (voir plus haut).

Il se caractérise par une focalisation sur le secteur électrique. La figure 13 résume les grandes lignes du concept énergétique de 2010 modifié en 2011 après la décision de sortie accélérée du nucléaire d´ici 2022.

Fig 13 TE_2010
Figure 13 : tournant énergétique du secteur électrique : scénario 80% – 95% énergies renouvelables à l´horizon 2050 selon le concept énergétique de 2010/2011

Le concept énergétique de 2010 visait une réduction d´au moins 80% des GES à l´horizon de 2050 par rapport à 1990 et un recul de 25% de la consommation brute d´électricité entre 2008 et 2050 (Prognos, EWI et GWS 2010).

Sur les 460 TWh encore consommés en 2050, environ 20% seraient importés. La production nationale de 355 TWh serait assurée à 80% par les renouvelables et le solde par des centrales thermiques au gaz. Compte tenu de la réduction de la demande, une diminution de la pointe annuelle (actuellement 82 GW) à environ 50 à 55 GW était présumée.

À l´époque, le gouvernement pensait que la demande supplémentaire d´électricité des autres secteurs serait plus que compensée par des mesures d´efficacité énergétique.

La sortie du nucléaire a été décidée en 2011 sur l´hypothèse d´une réduction de la consommation d´électricité.  Pour faire de la place aux énergies renouvelables, il fallait, par simple soustraction, fermer le nucléaire.

Scénarios à l´horizon de 2045

Suite à l´annonce du durcissement des objectifs climatiques par le gouvernement allemand, plusieurs études ont été publiées, qui proposent des pistes pour atteindre la neutralité carbone en 2045.

A titre d´exemple sont cités :

  • Étude de Boston Consulting Group (BCG) pour le compte de la Fédération de l´Industrie Allemande (BCG 2021)
  • Étude du Projet Kopernikus Ariadne auprès du « Potsdam Institute for Climate Impact Research » (Kopernikus-Projekt Ariadne 2021)
  • Étude de l´Agence Allemande de l´Énergie (dena 2021)
  • Étude de Fraunhofer ISI, Consentec, ifeu et Université technique de Berlin pour le compte du Ministère de l´Énergie et de la Protection du Climat (Fraunhofer ISI et al. 2021)
  • Étude de Prognos, Öko-Institut et Wuppertal-Institut pour le compte de « Climate Neutrality Foundation », « Agora-Energiewende » et « Agora Verkehrswende » (Prognos, Öko-Institut, Wuppertal-Institut 2021)
  • Étude de Fraunhofer ISE (Fraunhofer ISE 2021)

Le nouvel objectif implique une accélération par rapport à une année cible de 2050 des mesures de changement structurel reposant sur les 4 piliers de la transition énergétique, cf. figure 1.

Toutes les études ont en commun une nette augmentation de la consommation brute d´électricité suite à l´intégration de nouveaux consommateurs d´électricité. L´écart des prévisions entre les différentes études s´élargit sur la ligne du temps. Cela s’explique principalement par l´incertitude quant au rôle futur de l´électricité ou des combustibles synthétiques (en particulier l’hydrogène) en tant que source énergétique finale et le rapport entre la future production nationale (basée sur l´électricité renouvelable) des combustibles synthétiques et leurs importations.

A titre d´exemple, le texte « Quelles mesures concrètes pour atteindre la neutralité carbone en 2045 ? » résume les résultats de l´étude de Prognos et al. pour le compte du Think Tank Agora Energiewende (Allemagne-Energies 2021d).

Scénario du plan de développement du réseau de transport à l´horizon de 2045

En janvier 2022, l´Agence Fédérale des Réseaux a publié le projet du plan de développement proposé par les quatre GRT qui, pour la première fois, envisage l´état du réseau en 2045 (date à laquelle le gouvernement allemand s´est engagé à atteindre la neutralité carbone). Ce plan de développement comporte trois scénarios pour 2037 et deux pour 2045 (BNetzA 2022).

La manière d´atteindre la neutralité carbone d´ici 2045 fixée par la loi est liée à des incertitudes plus ou moins grandes selon les secteurs. Les scénarios du plan de développement du réseau de transport cherchent à couvrir l´éventail des évolutions probables.

En outre, les aspects communs des scénarios présentés sont les suivants :

  • L´atteinte de la neutralité carbone d´ici 2045. En 2037, le parc de centrales thermiques à flamme se trouve au milieu d´un processus de conversion dans lequel le gaz naturel est progressivement remplacé par l´hydrogène ;
  • Forte hausse de la consommation brute d´électricité. Utilisation accrue de l´électricité dans les autres secteurs économiques pour remplacer les énergies fossiles : l´hydrogène produit à partir de sources renouvelables fait d´ailleurs partie des scénarios ;
  • Alors que l´Allemagne peut quasiment couvrir sa demande nationale d´électricité, elle est dépendante des importations d´hydrogène et notamment des combustibles synthétiques (notamment pour le secteur des transports). Tous les scénarios partent de l´hypothèse que les combustibles importés seraient bas carbone ;
  • La part des énergies renouvelables dans la consommation brute est largement supérieure à 80 % en 2037 et supérieure à 90% en 2045. Le photovoltaïque et l´éolien sont les principales technologies de production d´électricité. Tous les scénarios supposent un développement sans précédent de ces technologies de production avec des taux de croissance annuels très élevés ;
  • La flexibilisation du système électrique du côté de la demande est prise en compte afin d´intégrer de manière optimale la production renouvelable intermittente.
  • La sortie du charbon est achevée avant 2037. Le parc de centrales conventionnelles restant serait hautement flexible ;
  • Croissante intégration de l´Allemagne dans le marché intérieur européen de l´électricité et coopération européenne pour atteindre les objectifs climatiques

Le tableau 2 montre les deux scénarios pour 2045 et le statu quo en 2020. 

T 2 NEP 2037_2045
Tableau 2 : aperçu des chiffres clés des scénarios 2045 du projet de plan de développement du réseau

Le scénario A2045 table sur une plus grande part de l´hydrogène dans la consommation d´énergie finale que le scénario B/C 2045, mais sur une production nationale plus faible. Plus de 80% de l´hydrogène seraient importés contre 65% dans le scénario B/C 2045.

L´augmentation de la consommation d´électricité conduira à une nette augmentation de la pointe de consommation hivernale par rapport au niveau actuel et dépassera les 100 GW. La demande lors de la pointe est un paramètre important pour la sécurité d´approvisionnement et a donc une influence considérable sur le dimensionnement du système électrique.

Pour pallier les fortes variations de production des EnR intermittentes, la capacité de centrales à gaz/hydrogène en backup est estimée à environ 35 GW dans les deux scénarios. En outre, les GRT proposent des réserves stratégiques supplémentaires (par exemple des turbines à gaz) proches des régions à forte demande d´électricité, sans toutefois présenter dans le document une estimation de la capacité requise. A titre de comparaison, l´étude de Boston Consulting Group (BCG) pour le compte de la Fédération de l´Industrie Allemande (BCG 2021) estime le besoin à plus de 88 GW de centrales à gaz/hydrogène en 2045.

Différentes voies de développement sont envisageables pour la future consommation d´électricité en Allemagne. Outre l´évolution de la consommation d´électricité en tenant compte des gains d´efficacité, l´intégration de nouveaux consommateurs doit également être prise en compte. La figure 14 montre les hypothèses de la consommation d´électricité pour les différents secteurs d´activité à l´horizon de 2045.

Fig 14 Stromverbrauch NEP 2037_45
Figure 14 : hypothèses de consommation brute d´électricité pour les scénarios à l´horizon de 2045

Le scénario A2045 décrit une transformation du système énergétique dans laquelle l´utilisation de l´hydrogène dans la consommation d´énergie finale revêt une plus grande importance que dans le scénario B/C 2045. Les contraintes liées à l´utilisation de l´hydrogène sont plus importantes. La raison pourrait être, par exemple, des restrictions dans le développement des énergies renouvelables, ce qui rendrait plus difficile l´électrification directe des autres secteurs. La production nationale d´hydrogène est plus faible que dans le scénario B/C 2045.

Le scénario B/C 2045 décrit une transformation du système énergétique dans laquelle l´électricité est utilisée bien au-delà de ses applications actuelles et joue un rôle central, par exemple, dans les transports lourds et la production de la chaleur industrielle. Les besoins en hydrogène sont inférieurs à ceux du scénario A 2045, mais la production nationale d´hydrogène est plus importante. En raison de l´électrification directe plus importante et de l´augmentation de la production nationale d´hydrogène, la consommation brute d´électricité est nettement supérieure à celle du scénario A 2045.

Dans les deux scénarios, les GRT tablent sur des puits carbone technologiques comme le BECCUS (bioénergie avec captage, stockage et utilisation du CO2) et le captage direct dans l´atmosphère (DAC).

Les GRT partent du principe que le procédé BECCUS serait utilisé de préférence dans le secteur industriel et n´aurait pas d´influence directe sur la consommation d´électricité tandis que le procédé DAC (Direct air capture) est électro-intensif.

On suppose que 20 Mt de CO₂ seront directement extraits de l´atmosphère dans les deux scénarios 2045, ce qui correspond à une consommation d´électricité d´environ 21 TWh.  

Coûts de la transition énergétique à l´horizon de 2030

Boston Consulting a estimé à 860 Md€ les investissements cumulés pour atteindre le nouvel objectif climatique à l´horizon de 2030 (BCG 2021). Cela correspond à des investissements annuels supplémentaires d´environ 100 Md€ en moyenne – soit environ 2,5 % du PIB allemand, cf. figure 15.

Fig 15 Kosten Studie BCG_BDI 2030
Figure 15 : investissements supplémentaires cumulés en Md€ pour atteindre le nouvel objectif climatique à l´horizon de 2030

Presque la moitié des investissements (415 Md€ en bleu) ira dans le secteur énergie. Deux blocs représentent près de 80% des investissements dans ce secteur : la modernisation des réseaux électriques et le développement de l´éolien et du photovoltaïque. En outre seraient nécessaires presque 50 Md € pour 74 GW de centrales à gaz « H2-ready » (pour garantir la sécurité d´approvisionnement) et environ 40 Md€ € pour le développement du chauffage urbain et les infrastructures et stockage d´énergie.

Les transports représentent avec environ 220 Md€ la deuxième part des investissements. Environ 65% du montant sont consacrés à l´infrastructure de recharge et à la subvention des voitures et camions à propulsion alternative. Environ 45 Md€ iront dans la mise en place, principalement à l´étranger, de capacités de production de carburants synthétiques et hydrogène. Enfin, l´extension de l´infrastructure ferroviaire se chiffre à environ 25 Md€.

Dans le secteur du bâtiment, environ 175 Md€ d´investissements supplémentaires sont nécessaires. L´augmentation du taux de rénovation énergétique des bâtiments existants de 1,1% actuellement à 1,9% par an est estimée à 80 Md€. Environ 70 Md€ iront dans le remplacement des chaudières à combustible fossile soit par des systèmes de chauffage à distance soit par des technologies de chauffage alternatives (par exemple pompes à chaleur), Environ 25 Md€ sont prévus pour rendre plus efficaces des appareils et procédés.

Avec environ 50 Md€, le secteur de l´industrie supporte la plus faible part des investissements supplémentaires. Elle doit cependant rendre ses procédés plus efficaces et s´orienter vers des systèmes d´énergie à faibles émissions de carbone.

La transition énergétique donne bonne conscience aux Allemands 

La majorité des citoyens sont favorables à la transition énergétique. C´est ce que révèlent régulièrement les sondages.

Un sondage sur la question « Quels sont les plus grands problèmes techniques pour la réussite de la transition énergétique ? », effectué en mars 2021 pour le compte de BDEW (Association fédérale de l´économie énergétique et des eaux) a révélé qu´une personne sur deux considère que l´absence d´installations de stockage d´énergie et la lenteur de la modernisation du réseau sont les principaux obstacles techniques à la réussite de la transition énergétique (BDEW 2021a).

Selon un sondage effectué à la demande de BDEW en août 2021 (BDEW 2021b), pour environ deux tiers des personnes interrogées, la transition énergétique et la protection du climat sont des thèmes centraux pour le prochain gouvernement.

Parallèlement, de nombreux projets de modernisation du réseau électrique et de parcs éoliens sont contestés en justice par des initiatives citoyennes. Le syndrome NIMBY (Not In My Back Yard) qui consiste à approuver un projet pourvu qu´il se fasse ailleurs et surtout pas chez moi, semble être l´attitude d´une partie de la société allemande vis-à vis de la transition énergétique.

Plateforme énergétique franco-allemande

Une plateforme énergétique franco-allemande a été décidée par le conseil des ministres franco-allemand de 2014 (ADEME et dena). C´est un projet commun de l’Agence Française de l´Environnement et de la Maîtrise de l´Energie (ADEME) et de l´Agence Allemande de l´Énergie (dena). En coopération avec les acteurs politiques, le monde de l´entreprise, les milieux scientifiques et la société dans son ensemble, cette plateforme élabore des projets bilatéraux relatifs à la transition énergétique.

L´Office Franco – Allemand pour la Transition Energétique (OFATE) soutient le travail de la plateforme en informant les acteurs des deux pays sur l´actualité politique relative aux énergies renouvelables et à leurs sujets connexes. L´OFATE «…encourage la coopération franco – allemande pour l´élaboration de politiques publiques communes et de projets conjoints, et apporte son soutien aux autorités publiques et aux entreprises établies en France et en Allemagne…».

Bibliographie

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