Le tournant énergétique allemand

(texte mis à jour le 30.12.2020)

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Résumé exécutif

Le terme « tournant énergétique » (Energiewende en allemand) désigne en règle générale les décisions prises par le gouvernement fédéral allemand suite à l’accident de Fukushima en 2011, à savoir la sortie définitive du nucléaire au plus tard fin 2022 et le développement massif des énergies renouvelables dans le secteur électrique. De ce fait on parle parfois de «Stromwende» car l´Energiewende a été un long moment focalisé sur le secteur électrique.

Suite à l’accord de Paris de 2015, et compte tenu du fait que l´Allemagne est le premier pays émetteur de gaz à effet de serre en Europe, le gouvernement allemand a été soumis à une pression croissante pour montrer l’exemple et par conséquence faire plus contre le réchauffement climatique.

Avec l’adoption de la loi fédérale sur la protection du climat en 2019, l´Allemagne vise maintenant, comme la France, la neutralité carbone d´ici 2050,  c’est-à-dire  ne pas émettre davantage que ce qu’elle absorbe dans les puits de carbone (forêts, sols…).  Comme le potentiel de ce puits de carbone est limité, cela revient à une réduction des émissions de gaz à effet de serre d´au moins 95 % à l´horizon de 2050 par rapport à 1990.

L´atteinte de la neutralité carbone nécessite non seulement une transformation radicale du mix électrique mais aussi une électrification accrue des autres secteurs de l´économie et à terme le remplacement des combustibles fossiles par des combustibles « synthétiques » lorsque l’électricité ne peut pas être utilisée directement. De plus le CCS (captage et stockage du carbone) est une option importante pour des usages industriels difficilement décarbonables.

Pour 2030, étape intermédiaire, le gouvernement allemand a revu à la hausse la réduction des émissions de gaz à effet de serre (- 55% par rapport à 1990) et fixé des objectifs juridiquement contraignants pour chaque secteur.

Une loi de 2020 prévoit l´introduction d´une taxe carbone dès 2021 pour toutes les émissions générées par l’utilisation des combustibles dans les secteurs non couverts par le système européen d’échange de quotas d’émission, afin de contribuer à la protection du climat.

Près d´un tiers des émissions allemandes relèvent du secteur énergétique notamment à cause de la production d´électricité à base de houille et lignite. L´élément central de la politique de réduction des émissions dans ce secteur est donc l´arrêt définitif de ces centrales au plus tard en 2038, adopté par loi en 2020.

Avec l´abandon de ses moyens pilotables (nucléaire et charbon) tout en augmentant en même temps la consommation d´électricité par de nouveaux consommateurs (pompes à chaleur, véhicules électriques intelligents) l´Allemagne sera obligée d´augmenter la capacité des centrales de cogénération au gaz pour compenser les fluctuations de la production des éoliennes et du solaire et prendre des mesures pour assurer les services système.

La réalisation de ce projet vertigineux, visant une transformation profonde du mix énergétique allemand, a attiré toute l’attention internationale. Pour les uns c´est un modèle à suivre, pour les autres ce sont des rêveries qui conduisent à un fiasco.

Quoi qu’il en soit, le tournant énergétique donne bonne conscience aux allemands, l’adhésion des citoyens au projet reste forte. Il règne une confiance pour trouver des solutions aux problèmes techniques, en particulier l´espoir dans le stockage d´énergie à grande échelle et la digitalisation pour mieux intégrer les énergies renouvelables intermittentes dans le système électrique.

Le défi est néanmoins immense et beaucoup de questions sont encore en partie sans réponse :

Le système énergétique du futur sera basé sur l’électricité (couplage sectoriel)

Le remplacement des combustibles fossiles dans les différents secteurs soit par l´électricité décarbonée soit par des combustibles « synthétiques », lorsque l’électricité ne peut pas être utilisée directement, sera nécessaire pour atteindre la neutralité carbone.

Le « couplage sectoriel » répond à ces enjeux en permettant de relier le secteur de l’électricité décarbonée à ceux des transports, chauffage & refroidissement en les branchant directement au réseau électrique (par ex. : électromobilité, pompes à chaleur) ou en passant par la transformation d’électricité en un autre vecteur énergétique (power-to-x). Ce vecteur « x » peut être de la chaleur ou un gaz de synthèse : hydrogène, pour des usages de mobilité, ou méthane (après méthanation) qui peut lui-même être injecté dans le réseau gazier pour des besoins industriels, de chauffage ou de mobilité.

Or, le déploiement de la technologie des électrolyseurs est encore au stade de l’expérimentation. En Allemagne, si de nombreux pilotes ont déjà été réalisés, la filière est encore loin de pouvoir déployer des solutions industriellement viables à l´échelle du pays. La faiblesse actuelle du procédé Power-to-Gas est son faible taux de rendement et son coût élevé. 

Le gouvernement allemand a adopté en juin 2020 un plan de déploiement de l´hydrogène dans le but d´intensifier la recherche et de promouvoir la construction d´usines de production d´hydrogène à l´horizon de 2030. La production de l´hydrogène étant électro-intensive, les énergies renouvelables de l’Allemagne ne pourront pas à elles seules y suffire. Le gouvernement allemand part de l´hypothèse qu’une grande quantité d´hydrogène sera importée à moyen terme. En particulier les pays d’Afrique du Nord auraient des sites propices à la production d´hydrogène vert.

Le maintien de la sécurité d’approvisionnement en électricité

Au cours de cette transformation profonde du mix électrique, des défis majeurs se manifesteront pour le maintien de la sécurité d’approvisionnement en Allemagne et en Europe.

Il faut pallier des épisodes prolongés de faible production d´énergies renouvelables intermittentes. Le stockage d´énergie ne remplit pas encore les conditions techniques et économiques requises pour être utilisé à grande échelle afin de répondre aux besoins physiques du système.

Avec la sortie du nucléaire et le plafonnement prévu de la capacité des centrales à houille et lignite à 30 GW (15 GW de lignite et 15 GW de houille), l´Allemagne perd donc d´ici fin 2022 environ 16 GW (~ 8 GW nucléaire et ~ 8 GW du couple charbon/lignite) sur le marché de l’électricité par rapport à mi-2020. A l´horizon 2038, donc en moins de 20 ans, plus de la moitié (environ 45 GW) de la capacité conventionnelle actuellement sur le marché sera arrêtée.

La fédération allemande du secteur de l’énergie et de l’eau (BDEW) attire l´attention sur le fait qu´il faudrait construire environ 17 GW de centrales à cogénération au gaz d´ici 2030 pour garantir la sécurité d´approvisionnement dans le secteur de l’électricité et de la chaleur. La question est aussi de savoir si l’Allemagne doit être en mesure de satisfaire ses besoins d´électricité dans toutes les situations qui se présentent et dans quelle mesure les importations en provenance de l’étranger peuvent être considérées comme sûres dans des situations critiques

La réduction du parc des grandes centrales conventionnelles pilotables et la mise en place des millions de petites unités de production décentralisées notamment à base d´énergies renouvelables intermittentes (éolien et solaire) injectant majoritairement dans le réseau de distribution entraînent un changement radical dans le fonctionnement du système électrique.  

Le fonctionnement fiable du système électrique soulève donc aussi la question des mesures à prendre pour assurer les services système (maintien de la tension et de la fréquence, mise à disposition de la puissance réactive, redémarrage du réseau suite à un « black-out »). Dans ce domaine, le tournant énergétique n’en est qu’à ses débuts.

L’Agence fédérale des réseaux sera chargée de surveiller en continu à partir de 2021 que la sécurité de l’approvisionnement soit garantie. Si lors des 4 examens prévus par le gouvernement la réduction des capacités démontrait une incidence sur la sécurité d’approvisionnement, des mesures appropriées seraient immédiatement prises. 

Les gestionnaires de réseaux de transport examinent chaque année dans leur bilan prévisionnel si la sécurité d’approvisionnement sera garantie pour l´hiver dans les prochaines années, même en situations critiques. Selon leur étude publiée début 2020, l’Allemagne pourrait être dépendante d’importations d’électricité en provenance des pays voisins dès l´hiver 2021/2022 dans l´hypothèse (très conservative) d´une simultanéité d’événements.

Selon le rapport de 2019 du ministère de l´économie et de l´énergie, la sécurité d´approvisionnement ne serait pas en péril à l´horizon 2030 notamment grâce aux interconnexions transfrontalières. 

La modernisation du réseau électrique

Un approvisionnement d´électricité  basé sur des sources d’énergies renouvelables recèle de nouveaux défis au niveau des réseaux. Dorénavant, une grande partie de l’électricité sera injectée de manière décentralisée dans les réseaux de distribution et transportée en partie sur de longues distances. En outre, la forte progression de l’éolien, concentré dans le Nord du pays, nécessite le renforcement des lignes nord-sud pour que l’électricité soit amenée à des centres de consommation dans le sud et dans l’ouest de l’Allemagne. Actuellement la modernisation et le développement du réseau de transport (environ 7700 km de lignes nouvelles ou de renforcement des lignes existantes) ne suivent pas le rythme de développement des énergies renouvelables. De ce fait les coûts relatifs à la stabilisation du réseau ont explosé depuis quelques années.

La maîtrise des coûts

Les coûts du tournant énergétique sont considérables.

Selon une affirmation du ministre fédéral Peter Altmaier en 2013, les coûts de la transition énergétique du secteur électrique pourraient s’élever à environ 1000 milliards d’Euros d’ici la fin des années 2030. L´annonce de ce montant a été largement critiquée en Allemagne mais elle est en phase avec une estimation effectuée en 2016 par l´institut de Düsseldorf (DICE).

Dans son rapport spécial, publié en septembre 2018, la Cour des Comptes allemande critique vigoureusement l´absence  d´objectif concernant le coût global de ce projet par le Ministère Fédéral de l´Economie et de l´Energie responsable du pilotage de la transition énergétique : il n´existe pas d´estimation officielle des coûts.

Les coûts de la neutralité carbone à l´horizon de 2050 ont été estimés par trois organisations réputées (BDI – Fédération de l´Industrie allemande, ESYS – Systèmes énergétiques futurs) et dena – Agence Allemande de l´Énergie). Un document commun publié en 2019, analysant les mesures nécessaires pour atteindre la neutralité ou quasi-neutralité carbone arrive au résultat suivant :

  • Une réduction de 80% des émissions à l´horizon 2050 par rapport à 1990 nécessiterait des coûts annuels supplémentaires variant de 15 à 70 milliards d´Euros (entre 0,5 et 2 % du PIB) selon les études, par rapport à un scénario « business as usual »  
  • Des objectifs climatiques plus ambitieux signifient des coûts plus élevés. Par exemple, les coûts supplémentaires dans les scénarios de réduction des émissions de 90% – 95% par rapport à 1990  s’élèvent à une moyenne annuelle de 30 à 100 milliards d’Euros.

La tenue des engagements climatiques est incertaine

Malgré les efforts considérables employés pour le développement des énergies renouvelables, la réalisation des objectifs climatiques est loin d´être assurée. Mais contrairement à une idée reçue, ce n’est pas le secteur énergétique et la substitution du nucléaire par le charbon qui est responsable du fait que les émissions ne baissent pas plus vite. Au contraire, le secteur énergétique est de loin celui qui a contribué le plus à la réduction des émissions depuis 2010. En revanche, les émissions n´ont pas suffisamment baissé dans les autres secteurs. Les émissions ont même augmenté dans le secteur des transports au cours de la dernière décennie.

Toutefois, l´Allemagne a atteint son objectif de réduction de 40% fin 2020 par rapport à 1990 grâce à la crise sanitaire du Coronavirus, qui a provoqué l´effondrement des émissions. La réduction drastique des émissions n’a été possible que par une restriction tout aussi drastique de la vie socio-économique. Cette baisse des émissions devrait donc rester temporaire.

Pour atteindre les objectifs 2030 en matière d’émissions de gaz à effet de serre, le gouvernement fédéral a fixé des objectifs juridiquement contraignants pour chaque année et pour chaque secteur économique.

Le secteur énergétique a un rôle important à jouer. La sortie progressive du charbon contribuera à elle seule de manière significative à la réduction des émissions d’ici 2030. L´instauration de la taxe carbone à partir de 2021 apportera également une contribution à la réduction des émissions notamment dans les autres secteurs.

En outre, le cadre du plan de relance économique de 130 milliards d´Euros, décidé en juin 2020 pour surmonter les conséquences économiques de la pandémie, contient également un éventail de mesures concrètes visant à soutenir la protection du climat, notamment par un développement accru des énergies vertes.

La prochaine décennie devrait donc voir une forte augmentation des capacités de production d´énergies renouvelables (environ 100 GW en sus des 124 GW déjà installés fin 2019). Toutefois, pour l´éolien terrestre – filière de production renouvelable la plus importante –  des efforts supplémentaires sont nécessaires pour atteindre l’objectif de 2030 car le développement de l´éolien terrestre connait une crise depuis quelque temps.

Néanmoins, le défi majeur sera l´amélioration de la performance énergétique dans les secteurs de l´industrie, des bâtiments et des transports et réduire leur empreinte carbone.

Plusieurs institutions, entre autres le comité d’experts pour les questions de l’environnement du gouvernement allemand, ont exprimé leurs doutes sur le caractère suffisant des mesures engagées pour que l’Allemagne puisse tenir ses engagements climatiques à l´horizon de 2030.

Les ambitions de l´Energiewende seront à l’épreuve des faits dans les prochaines années, il est donc intéressant de suivre l´avancement de près.

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Sommaire

La politique allemande en matière de climat et d’énergie

  • Concept énergétique du gouvernement fédéral de septembre 2010, appelé ensuite « Tournant énergétique » 
  • Loi sur les énergies renouvelables EEG (Erneuerbare Energien Gesetz) de 2000 plusieurs fois révisée
    • Loi sur le développement et la promotion de l’énergie éolienne maritime (Windenergie-auf-See-Gesetz – WindSeeG)
  • Loi Atomique de 2011
  • Lois sur le développement du réseau de transport de 2009, 2011, 2013 plusieurs fois revisées
  • Loi sur la cogénération (KWKG) – Avenants de 2016, 2017 et 2020
  • Plan climat 2050 (Klimaschutzplan 2050) de 2016
  • Programme de protection du climat 2030 (Klimaschutzprogramm 2030) d´octobre 2019
  • Stratégie d´efficacité énergétique 2050 (Energieeffizienzstrategie 2050) de décembre 2019
  • Loi fédérale de protection du climat  (Bundes – Klimaschutzgesetz) de décembre 2019
  • Plan de déploiement de l´hydrogène pour la transition énergétique de juin 2020
  • Lois sur la sortie progressive des centrales à houille et à lignite, le renforcement structurel et la modification d´autres lois associées (Kohleausstiegsgesetz) d´août 2020
  • Loi relative à l’énergie dans le bâtiment (Gebäudeenergiegesetz – GEG) de novembre 2020

Mesures phares de la transition énergétique française et allemande

  • Plans nationaux intégrés en matière d’énergie et de climat (National Energy and Climate Plan – NECP) pour 2030
    • Plan national intégré énergie-climat de la France (NECP) de mars 2020
    • Plan national intégré énergie-climat de l’Allemagne (NECP) de juin 2020
  • Comparaison des mesures phares de la transition énergétique française et allemande

Le tournant énergétique allemand du secteur électrique

  • Scénario à l´horizon de 2040 selon l´Agence Fédérale des Réseaux

Critiques faites au tournant énergétique

  • Mauvaises performances climatiques
  • Coûts exorbitants du tournant énergétique
    • Etude de l´institut de Düsseldorf (DICE)
    • Rapport de la Cour des Comptes allemande 2018
  • Quid de la sécurité d´approvisionnement ?
  • La lente modernisation des réseaux
  • Le développement des énergies renouvelables tend à s´enliser
  • Pour une réussite du tournant énergétique l´Allemagne devrait investir davantage

Le tournant énergétique donne bonne conscience aux allemands 

Suivi du tournant énergétique

  • Bilan d´étape 2020
  • Plateforme énergétique franco-allemande

Bibliographie

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La politique allemande en matière de climat et d’énergie

Pour limiter l’impact qu’aura le réchauffement climatique et pour montrer l’exemple, l´Allemagne vise, comme la France, la neutralité carbone d´ici 2050 suite à l’accord de Paris.

Les objectifs de la politique énergétique à moyen et long terme de l´Allemagne sont essentiellement définis par les lois et orientations d´action suivantes :

Concept énergétique du gouvernement fédéral de septembre 2010, appelé ensuite « Tournant énergétique » 

Le tournant énergétique repose essentiellement sur le concept énergétique du gouvernement de septembre 2010 (BMWi et BMU 2010) à la différence près qu´en 2010 le nucléaire devait encore bénéficier d’une prolongation de fonctionnement au titre de technologie de transition.

Le terme « tournant énergétique » (Energiewende en allemand) désigne en règle générale les décisions prises par le gouvernement fédéral allemand suite à l’accident de Fukushima en 2011. 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.

Les principales dispositions du tournant énergétique de 2011 sont (BMWi 2019d) :

  • Introduction d´objectifs quantifiables au niveau :
    • Développement des énergies renouvelables
    • Économies d´énergie
    • Réduction des émissions de gaz à effet de serre
  • Sortie progressive du nucléaire d´ici 2022 (date butoir)

Loi sur les énergies renouvelables EEG (Erneuerbare Energien Gesetz) de 2000 plusieurs fois révisée

La loi sur les énergies renouvelables, appelée EEG (Erneuerbare Energien Gesetz), est depuis plus de 20 ans la base pour le développement des énergies renouvelables dans le secteur de l’électricité.

La première loi sur les énergies renouvelables appelée EEG (Erneuerbare Energien Gesetz), est entrée en vigueur en 2000 pour créer un cadre favorable à la production d´électricité d’origine renouvelable grâce à un tarif d’achat garanti sur 20 ans (FIT : feed-in tariff) et à l’obligation pour les gestionnaires de réseau d’acheter en priorité cette électricité. 

La loi a fait l’objet d’une adaptation régulière afin d’ajuster les objectifs de développement des filières d’énergies renouvelables et de mieux maîtriser les charges budgétaires en résultant.

La réforme (EEG 2017), entrée en vigueur début 2017, constitue une vraie césure du dispositif de soutien aux énergies renouvelables. La modification la plus importante de la nouvelle loi est que le niveau du soutien n´est plus fixé comme auparavant par l´État mais par le biais des procédures d´appels d’offres. Les petites installations sont exemptes et continuent à bénéficier des tarifs d’achat. Pour plus d´informations cf. (Allemagne-Energies 2).

De plus, le développement des énergies renouvelables a été synchronisé avec la modernisation  du réseau. Pour chaque technologie – éolien terrestre ou maritime, photovoltaïque, biomasse – des volumes annuels de construction, adaptés au rythme du développement du réseau, ont été définis.

Après le feu vert du Parlement fédéral allemand (Bundestag) et du Conseil fédéral (Bundesrat) en décembre 2020, la nouvelle loi EEG 2021 est destinée à remplacer à partir de 2021 la loi actuelle de 2017 (EEG 2017) par une version fondamentalement modifiée. 

Son objectif est de créer les conditions juridiques permettant de garantir que toute l’électricité produite en Allemagne soit neutre en carbone à partir de 2050. L´objectif intermédiaire est une part des énergies renouvelables de 65 % à la consommation brute d´électricité en Allemagne en 2030. Dans ce contexte, la loi fixe, de manière contraignante, la feuille de route pour y parvenir.

À cette fin, toute une série de mesures a été introduite, allant de la facilitation de la fiscalité de l’autoconsommation à la participation financière des communes au développement de l´éolien terrestre.

Les exploitants des petites installations photovoltaïques qui sortiront après 20 ans du mécanisme de soutien peuvent faire appel à une solution simple pour continuer l´exploitation. Les exploitants des installations d´éoliennes terrestres dont la période de soutien arrive à terme peuvent demander un financement subséquent jusqu´à 2022 dans le cadre d´un appel d´offres spécifique.

Les principales mesures sont décrites dans l´annexe 7 du texte « Énergies renouvelables : de nombreux défis », cf. (Allemagne-Energies 2).

Loi sur le développement et la promotion de l’énergie éolienne maritime (Windenergie-auf-See-Gesetz – WindSeeG)

Dans le cadre de la loi EEG 2017, la loi sur le développement et la promotion de l’énergie éolienne maritime est entrée en vigueur début 2017 (BNetzA 4). Cette loi règlemente la planification, les autorisations, la construction, la mise en service et l’exploitation.

La loi stipule que, pour les éoliennes maritimes mises en service à partir de 2021, le niveau du soutien aux éoliennes maritimes sera fixé par le biais des procédures d´appels d’offres. Pour les installations mises en service avant 2021 le soutien est réglé dans la loi sur les énergies renouvelables EEG de 2014 (EEG 2014), cf. annexe 5 (Allemagne-Energies 2).

Suite à la décision d´augmenter la part des énergies renouvelables dans le secteur électrique à 65 % d´ici 2030 (cf. le programme de protection du climat 2030 plus loin), l´objectif initial de 15 GW d´éolien maritime à l´horizon de 2030 a été porté à 20 GW. L´amendement à la loi sur l’énergie éolienne maritime est entré en vigueur en novembre 2020 (BMWi 2020c). L´amendement énonce un objectif ambitieux d´éolien maritime de 40 GW d’ici 2040. Pour plus d´informations cf. (Allemagne-Energies 2).

Loi Atomique de 2011

La « loi Atomique 2011 » (AtG 2011) d´août 2011 entérine la fermeture immédiate et définitive de 8 réacteurs. Pour les 9 restants une sortie progressive avec date butoir est prévue. Les derniers réacteurs seront arrêtés définitivement fin 2022. Pour plus d´informations cf. (Allemagne-Energies 3)

Lois sur le développement du réseau de transport de 2009, 2011, 2013 plusieurs fois révisées

Le développement des énergies renouvelables recèle de nouveaux défis pour les réseaux. L’électricité éolienne produite dans le nord doit être amenée à des centres de consommation électrique dans le sud et dans l’ouest de l’Allemagne. Par conséquent, le développement des grands réseaux de transport THT (très haute tension) est essentiel pour les adapter au tournant énergétique (BNetzA 1; Allemagne-Energies 2).

Trois lois constituent la base de leur construction :

  • la loi EnLAG (Energieleitungsausbaugesetz), entrée en vigueur 2009, comporte une vingtaine de projets de développement et renforcement du réseau de transport à courant alternatif  d´une longueur totale d´environ 1800 km.
  • La loi NABEG (Netzausbaubeschleunigungsgesetz Übertragungsnetz), entrée en vigueur en 2011, sert à accélérer le développement des lignes THT. Depuis, la loi a été amendée à plusieurs reprises en vue d’accélérer les procédures d’autorisation.
  • Depuis 2013, la loi BBPIG (Bundesbedarfsplan) constitue la base d´une quarantaine de projets de développement et renforcement des réseaux de transport à courant alternatif et courant continu. La version actuelle de 2019 comprend une longueur totale d’environ 5900 km.

Le conseil des ministres a adopté le 23 septembre 2020 un amendement la loi BBPIG (Bundesbedarfsplan), qui contient essentiellement les règlements suivants :

  • Mise à jour de la liste des projets prioritaires de développement de réseaux sur la base du plan de développement 2019 à 2030 des réseaux de transport(Allemagne-Energies 2). Ce plan tient pour la première fois compte de l’objectif de parvenir à une part de 65 % d’énergies renouvelables dans la consommation brute d’électricité d’ici 2030.
  • Des procédures de planification et d’autorisation efficaces : un certain nombre d’ajustements juridiques sont prévus afin de promouvoir une accélération des procédures de planification et d’autorisation des projets de développement de réseaux

Après passage au Parlement et au Conseil fédéral (Bundesrat), l’objectif est que la nouvelle loi entre en vigueur début 2021.

Loi sur la cogénération (KWKG) – Avenants de 2016, 2017 et 2020

Les centrales de cogénération constituent un élément important dans le secteur de l’électricité et de la chaleur. Pour plus d´informations cf. (BMWi 2020b)

Depuis 2002, l’aide aux installations de cogénération se fonde principalement sur la loi sur la cogénération (KWKG). L´objectif de la loi était d´encourager les investissements dans les centrales de cogénération pour la production commune d´électricité et de chaleur afin d´accroître la part de leur production, moins émettrice en CO2.

Le soutien alloué à la cogénération a été fortement augmenté avec l´avenant de la loi sur la cogénération entré en vigueur début 2016.

L´avenant de la loi sur la cogénération de 2017 concerne l’introduction d’appels d’offres pour les installations de cogénération de taille moyenne avec une puissance installée entre 1 MW et 50 MW. Les installations de ce type ne peuvent bénéficier d’aides que si elles ont été retenues dans le cadre d’un appel d’offres lancé par l’Agence fédérale des réseaux.

Les appels d’offres pour les systèmes de cogénération innovants sont introduits en tant que nouvelle catégorie de soutien. Les systèmes de cogénération innovants, pour lesquels sont utilisés des installations de cogénération, des générateurs de chaleur électriques et une source de chaleur renouvelable innovante, doivent permettre l´expérimentation des installations de cogénération ayant une part importante d’énergies renouvelables et l´acquisition de connaissances sur le rôle futur des installations de cogénération pour l’approvisionnement en chaleur.

Dans le cadre de la loi sur la sortie du charbon (voir plus loin), la loi sur la cogénération est actualisée (OFATE 2020b). Tout en maintenant la sécurité d’approvisionnement en électricité et en chaleur, l’objectif de cette modification est d’augmenter la part des énergies renouvelables dans le mix et de convertir les centrales de cogénération à charbon vers d’autres sources d’énergie.

Les principales adaptations sont les suivantes

  • La prolongation du mécanisme de soutien jusqu’au 31 décembre 2029
  • L’augmentation du tarif de base de 0,5 c€/kWh pour les grandes installations à partir du 1er janvier 2023 afin de maintenir la rentabilité des investissements
  • Prime de remplacement du charbon. La prime diminue à partir de 2023 pour inciter à une conversion plus rapide vers d’autres sources d’énergie
  • Soutien des énergies renouvelables dans les systèmes de cogénération avec un nouveau bonus pour la chaleur innovante ; adaptation des incitations à l’investissement pour les réseaux de chaleur avec des dispositions transitoires jusqu’en 2023 ;
  • La promotion d’une plus grande flexibilité des systèmes d’électricité et de chaleur et l’incitation à une opération flexible : 3 500 heures de pleine utilisation par an

Plan climat 2050 (Klimaschutzplan 2050) de 2016

Le gouvernement allemand a adopté en novembre 2016 le Plan Climat 2050. Ce plan met en avant des mesures par lesquelles l´Allemagne entend atteindre ses objectifs de réduction d’émission de gaz à effet de serre à l´horizon 2050 et tenir ses engagements pris lors de l’Accord de Paris sur le climat. Selon le Plan Climat 2050, l’objectif à l´horizon de 2050 est une « large neutralité carbone » à savoir une réduction de 80 à 95 % des émissions de gaz à effet de serre par rapport à 1990. Les principes et les objectifs du Plan climat 2050 sont décrits en (BMU 2016).

Programme de protection du climat 2030 (Klimaschutzprogramm 2030) d´octobre 2019

Le gouvernement allemand a adopté en octobre 2019 le programme de protection du climat 2030 (Allemagne-Energies 2019b). Sur 173 pages, le programme énumère pour chaque domaine (énergie, chaleur, transports et industrie) les mesures concrètes par lesquelles les objectifs climatiques doivent être atteints d’ici 2030, à savoir une réduction des émissions de gaz à effet de serre revue à la hausse, soit 55% par rapport à 1990.

Entre autres le programme de protection du climat 2030 vise :

  • un seuil de 65 % pour la part des énergies renouvelables à la consommation brute d´électricité d’ici 2030.
  • une incitation fiscale à l’isolation des bâtiments
  • diverses subventions pour les véhicules électriques
  • une baisse des taxes sur les billets de train longue distance et une augmentation de la taxe sur le trafic aérien pour empêcher le dumping des prix
  • des subventions pour la recherche et le développement dans le domaine de l’hydrogène « vert », de l’implantation d’une filière batterie en Allemagne et du stockage et de l’utilisation du CO2

Sur la base des dispositions du programme de protection du climat 2030 le gouvernement fédéral a adopté fin 2019 la loi sur l’échange de quotas d’émission de gaz à effet de serre (Brennstoffemissionshandelsgesetz), c´est à dire une taxe carbone pour toutes les émissions de CO2 en Allemagne générées par l’utilisation des combustibles dans les secteurs des transports et de chauffage/refroidissement non couverts par le système européen d’échange de quotas d’émission.

Le gouvernement avait initialement prévu un prix d’entrée de 10 Euros par tonne de CO2. Suite au compromis entre le gouvernement et le Conseil fédéral (Bundesrat) trouvé en décembre 2019 sur le montant de la taxe carbone, une version modifiée de la loi sur l’échange de quotas d’émission de gaz à effet de serre a été adoptée en octobre 2020 (Allemagne-Energies 2020a).

Le prix initial des droits d´émission sous forme de certificats est fixé à 25 Euros par tonne de CO2. Le prix augmentera ensuite régulièrement, incitant à réduire l’usage des énergies fossiles, de 5 Euros par an en 2022 et 2023 puis de 10 Euros par an pour passer à 55 Euros en 2025. En 2026, les certificats seront mis aux enchères dans une fourchette de 55 Euros à 65 Euros par tonne de CO2 avant d’être éventuellement intégrés dans le Système d’échange de quotas d’émissions (SEQE) européen qui, lui-même, sera appelé à s’élargir à l’ensemble des secteurs de l’économie.

La taxe carbone entre en vigueur le 1er janvier 2021. Cela enchérira les carburants et combustibles fossiles tels que le fioul, le gazole, l’essence et le gaz naturel. Le gouvernement fédéral n’est pas désireux d’obtenir des recettes supplémentaires pour l’État. Les recettes de la taxe carbone seront réinvesties dans des mesures de protection du climat ou restituées aux citoyens à titre de compensation. Entre autres pour alléger la charge de soutien des énergies renouvelables (EEG-Umlage), qui sera donc financée partiellement par l´État.

Stratégie d´efficacité énergétique 2050 (Energieeffizienzstrategie 2050) de décembre 2019

L’efficacité énergétique est cruciale pour la réalisation des objectifs climatiques. Le gouvernement allemand poursuit l’objectif de réduire de moitié la consommation d’énergie primaire d’ici 2050 par rapport à 2008. La stratégie d’efficacité énergétique 2050, publiée en décembre 2019 (BMWi 2019c), précise le cadre réglementaire.

Le nouveau plan d’action national pour l’efficacité énergétique 2.0 (Nationaler Aktionsplan Energieeffizienz – NAPE 2.0) constitue l’outil de gestion. Il définit des mesures immédiates et des processus de travail pour atteindre les objectifs pour 2030 dans le secteur résidentiel, industriel et tertiaire, soit atteindre une réduction de la consommation d’énergie primaire de 30% par rapport à 2008.

La politique énergétique européenne étant régie par le principe « Efficiency First !», une priorité est allouée à la réduction de manière significative et permanente du besoin en énergie.

Loi fédérale de protection du climat  (Bundes – Klimaschutzgesetz) de décembre 2019

Le Plan Climat 2050 de 2016 visait une « large neutralité carbone » à l´horizon de 2050. La nouvelle loi fédérale de protection du climat du gouvernement, entrée en vigueur fin 2019 (Allemagne-Energies 2019b) remplace cette cible par l´objectif de « neutralité carbone » et donne pour la première fois à la politique climatique allemande une base juridiquement contraignante de baisse des émissions à l´horizon de 2030.

La nouvelle loi relie le Plan Climat 2050 et les programmes de protection du climat 2030. Le Plan Climat 2050 s’inscrit dans une perspective à long terme et définit approximativement le cadre et les objectifs de la future politique climatique. La loi fédérale sur la protection du climat régit principalement la mise en œuvre à moyen terme de ces objectifs, actuellement jusqu’en 2030, et garantit que des mesures de protection du climat appropriées et suffisantes sont prises afin d’atteindre l’objectif de réduction de 55 % d’ici 2030 et de respecter les engagements européens en matière climatique.

La loi fédérale de protection du climat 2030 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 1). Le secteur énergétique a un rôle important à jouer avec un objectif de réduction des émissions d´environ 40% d´ici 2030 (175 Mt CO2éq) par rapport à 2020.

Si les émissions annuelles dans un ou plusieurs secteurs sont dépassées, des mesures supplémentaires seront mises en œuvre. Dans ce cas, les ministères concernés devront soumettre un programme de redressement afin que les objectifs sectoriels soient à nouveau atteints l’année suivante. Ce programme doit être soumis dans un délai de 3 mois au « Cabinet Climat », un sous-comité du gouvernement fédéral.

Fig 1 Sektorziele und Jahresemissionensmengen
Figure1 : Objectifs sectoriels et volumes annuels d’émissions

La loi prévoit que les objectifs nationaux de protection du climat pourront être resserrés si cela s´avérait nécessaire pour atteindre les objectifs européens ou internationaux.

Pour la période après 2030, le gouvernement fédéral prévoit de déterminer en 2025 des quantités d’émissions décroissantes annuellement pour décrire plus en détail le chemin vers la neutralité carbone à l´horizon de 2050.

Plan de déploiement de l´hydrogène pour la transition énergétique (Nationale Wasserstoffstrategie) de juin 2020

Le Conseil des ministres a adopté en juin 2020 le plan de déploiement de l´hydrogène pour la transition énergétique (BMWi 2020e). L´hydrogène en tant que « vecteur énergétique » devrait être 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.

Le gouvernement fédéral a déjà investi plusieurs centaines de millions d’Euros dans la recherche sur l´hydrogène, et compte lancer d´autres programmes de recherche d´un montant dépassant le milliard d´Euros. En particulier, la recherche sur « l´hydrogène vert » issu  de l´électrolyse à l´aide d´électricité d’origine renouvelable doit encore être intensifiée.

Outre l´investissement dans la recherche, le gouvernement prévoit une enveloppe globale de 9 milliards d’Euros. Environ 7 milliards d´Euros sont prévus pour la construction d´usines de production d´hydrogène, à hauteur de près de 5 GW de capacité d´électrolyseurs d’ici 2030 et 5 GW supplémentaires d’ici 2040 ainsi que 2 milliards d´Euros visant à conclure des « partenariats internationaux ». La production de l´hydrogène étant électro-intensive, les énergies renouvelables de l’Allemagne ne pourront pas à elles seules y suffire. Le gouvernement part de l´hypothèse qu’une grande quantité d´hydrogène sera importée à moyen terme. En particulier les pays d’Afrique du Nord auraient des sites propices à la production d´hydrogène vert.

Un nouveau Conseil national de l´hydrogène, composé de 25 membres, conseillera à l´avenir le gouvernement.

Lois sur la sortie progressive des centrales à houille et à lignite, le renforcement structurel et la modification d´autres lois associées (Kohleausstiegsgesetz) d´août 2020

Suite aux recommandations de la « Commission Charbon » de janvier 2019, le Conseil des ministres a adopté fin janvier 2020 le projet de loi de sortie progressive des centrales à houille et à lignite et la modification d´autres lois associées (Allemagne-Energies 2020b). Le Parlement (Bundestag) et le Conseil fédéral (Bundesrat) ont voté la loi le 3 juillet 2020. La loi est entrée en vigueur le 14 août 2020 (BMWi 2020d).

L’Allemagne vise un abandon de ces centrales au plus tard en 2038 avec deux étapes intermédiaires : réduction d´ici fin 2022 de la puissance nette des centrales au réseau à 30 GW (15 GW de lignite et 15 GW de houille), à 17 GW au 1er avril 2030 (9 GW de lignite et 8 GW de houille) et à zéro GW au plus tard à la fin 2038 (voir figure 1a).

Fig 1a Abschaltungszeitplan
Figure 1a : Calendrier de sortie des centrales à houille et à lignite

Cela correspond au déclassement de 13,5 GW d´ici fin 2022 par rapport à 2019. Il faut toutefois noter que, mi-2020, moins de 38 GW ont été activement sur le marché de l’électricité. Les autres centrales constituent une réserve, utilisée exceptionnellement ou sont provisoirement fermées. Donc la baisse de puissance nette du couple houille/lignite sur le marché de l’électricité serait en réalité de l´ordre de 8 GW d´ici fin 2022.

Pour les centrales à lignite existe un calendrier détaillé de fermeture annexé à la loi, c´est-à-dire des dates précises sont affichées pour la mise hors service de ces centrales, cf. (Allemagne-Energies 2020c). Les exploitants reçoivent une indemnité de 4,35 milliards d’Euros pour celles mises hors service avant 2030.

Pour les centrales à houille et les petites centrales à lignite inférieures à 150 MW ne figurant pas dans le calendrier de fermeture cité ci-dessus, la loi prévoit que la réduction de capacité sera mise en œuvre à l’aide d’enchères pour indemniser les entreprises qui ferment leurs centrales plus rapidement que prévu.

Le mécanisme d’appels d’offres est conçu de telle sorte que l’Allemagne devrait pouvoir éliminer du marché le volume d’émissions de CO2 le plus important au coût le plus bas, tout en évitant la fermeture des centrales qui sont essentielles pour la stabilité du réseau. La prime d’arrêt maximale octroyée par MW de puissance nette installée est plafonnée et dégressive pour inciter à la soumission précoce des offres.

Au total, sept appels d’offres sont prévus par l´Agence fédérale des réseaux entre 2020 et 2023, qui concerneront la fermeture de ces centrales, tous les ans jusqu’en 2026.

Les centrales à houille restantes après le dernier appel d’offres feront l’objet d’une fermeture par ordonnance sans compensation. Il n´existe donc pas un calendrier de fermeture précis mais on vise une réduction linéaire de la puissance installée des centrales à houille entre 2022 (max 15 GW), 2030 (max. 8 GW) et 2038 (0 GW).

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.

A quatre reprises  (2022 – 2026 – 2029 et 2032), le gouvernement fédéral examinera les effets de la fermeture des centrales à houille/lignite sur la sécurité d’approvisionnement et les prix de l’électricité. En 2026, 2029 et 2032, il sera également examiné si l´échéance pour la sortie finale pourrait être avancée de trois ans à fin 2035.

Le Conseil des ministres avait déjà adopté fin août 2019 le projet de loi concernant les aides fédérales de 40 milliards d’Euros jusqu’en 2038 pour le soutien structurel des régions lignitifères (Allemagne-Energies 2019b). Cette loi est également entrée en vigueur le 14 août 2020 (BMWi 2020f).

De plus, la loi sur la sortie du charbon inclut la modification d´autres lois associées comme entre autres :

  • La loi sur la cogénération afin que sa contribution soit assurée et renforcée (voir plus haut).
  • La loi sur le secteur de l’énergie (Energiewirtschaftsgesetz ou EnWG), afin de charger l’Agence fédérale des réseaux de la surveillance en continu de la sécurité de l’approvisionnement (Versorgungssicherheitsmonitoring) à partir de 2021
  • La loi sur l’échange de quotas d’émission de gaz à effet de serre : les quotas d’émission disponibles suite à la sortie de la production à base de houille/lignite seront retirés du marché pour empêcher l´achat des quotas libérés par d´autres entités
  • La loi sur les énergies renouvelables (EEG) pour fixer l´objectif d´une part de 65% d´énergies renouvelables dans la consommation brute d´électricité

Pour plus d´information voir aussi le memo de l’Office franco-allemand pour la transition énergétique (OFATE), publié en septembre 2020 (OFATE 2020b).

L´Allemagne s’est dotée de différentes réglementations pour le secteur des bâtiments neufs et existants afin de promouvoir l´accroissement de la part des énergies renouvelables dans la consommation de chaleur et l´efficacité des bâtiments sur le plan énergétique (BMWi 2019a).

Loi relative à l’énergie dans le bâtiment (Gebäudeenergiegesetz – GEG) de novembre 2020 

L´Allemagne s’est dotée de différentes réglementations pour le secteur des bâtiments neufs et existants afin de promouvoir l´accroissement de la part des énergies renouvelables dans la consommation de chaleur et l´efficacité des bâtiments sur le plan énergétique (BMWi 2019a).

Suite à la nouvelle directive européenne sur la performance énergétique des bâtiments, le conseil des ministres fédéral a adopté en octobre 2019 le projet de loi relatif aux économies d’énergie et à l’utilisation des énergies renouvelables aux fins de production de chaleur et de froid dans les bâtiments, en abrégé loi relative à l’énergie dans le bâtiment (Gebäudeenergiegesetz – GEG)

La nouvelle loi a pour objectifs :

  • mieux coordonner les objectifs nationaux et de simplifier le cadre législatif relatif à l’efficacité énergétique et l’intégration des énergies renouvelables pour le secteur du bâtiment,
  • satisfaire les exigences européennes en matière de performance énergétique des bâtiments.

Suite à l´approbation par le Parlement et le Bundesrat (Conseil fédéral), la nouvelle loi entre en vigueur le 1er novembre 2020 (BMI 2020).

Mesures phares de la transition énergétique française et allemande

Les deux pays se sont engagés dans une transformation importante de leurs systèmes énergétiques. La sécurité d’approvisionnement des deux pays est interdépendante et toute décision de l’un entraine des conséquences sur l’autre. Conscients de ces enjeux, les deux pays ont engagé des échanges approfondis sur l’évolution de leur mix électrique afin de partager les perspectives de développement et leurs impacts respectifs.

La France a adopté en 2015 la loi de «Transition Energétique relative à la Croissance Verte (LTECV)» (MTES 2015) visant à préparer l’après pétrole et à instaurer un modèle énergétique robuste et durable.  

La gouvernance sur l’énergie et le climat est fondée sur deux documents nationaux de programmation : la PPE et la SNBC. A travers ces documents, l’État français poursuit l’atteinte de ces objectifs à long terme et élabore les politiques et mesures transversales et sectorielles pour les atteindre (OIE 2018).

  • la programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE) fixe les priorités d’actions des pouvoirs publics dans le domaine de l’énergie pour les 10 années à venir, partagées en deux périodes de 5 ans. Elle traite de l’ensemble des énergies et de l’ensemble des piliers de la politique énergétique : maîtrise de la demande en énergie, promotion des énergies renouvelables, garantie de sécurité d’approvisionnement, maîtrise des coûts de l’énergie, développement équilibré des réseaux, etc.
  • la stratégie nationale bas-carbone (SNBC) est la feuille de route de la France pour conduire la politique d’atténuation du changement climatique. Elle donne des orientations pour mettre en œuvre la transition vers une économie bas-carbone dans tous les secteurs d’activités. Elle définit des objectifs de réduction des émissions de gaz à effet de serre à l’échelle de la France à court/moyen terme – les budgets-carbone – et vise l’atteinte de la neutralité carbone, c’est-à-dire zéro émission nette, à l’horizon 2050.

La loi Energie-Climat de 2019 (Vie Publique 2019) actualise les objectifs de la politique énergétique de la France. Elle regroupe les dispositions de la Stratégie nationale bas carbone (SNBC), de la programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE) et du paquet « Une énergie propre pour tous les Européens ».

En outre est prévule report à 2035 (au lieu de 2025) de la réduction à 50% de la part du nucléaire dans la production électrique et la réduction de la consommation d’énergies fossiles de 40 % d’ici 2030 (au lieu de 30% selon LTECV) par rapport à 2012. Elle contient aussi diverses mesures en vue de soutenir le développement des énergies renouvelables pour atteindre au moins une part de 33% en 2030 dans la consommation finale brute d’énergie.

L’objectif fixé dans la SNBC est d’atteindre la neutralité carbone en 2050, conformément à l’article 4 de l’Accord de Paris qui fixe l’objectif de parvenir à un équilibre entre les émissions anthropiques de GES et les absorptions par les puits au cours de la 2e moitié du 21e siècle, c’est-à-dire la neutralité carbone ou encore zéro émission nette en 2050 (en prenant en compte les absorptions, et non pas seulement les émissions brutes).

Les puits anthropiques sont comptabilisés dans le secteur UTCATF (Utilisation des Terres, Changements d’Affectation de Terres et Forêt) de l’inventaire national d’émissions de GES. D’autres puits peuvent être comptabilisés dans d’autres secteurs, grâce aux technologies de captage et stockage de carbone (CCS).

Dans son scénario AMS (avec mesures supplémentaires) la SNBC prévoit que les émissions de GES atteindront un niveau de 80 Mt CO2éq (hors UTCATF) en 2050 (contre 546 Mt CO2éq en 1990). La SNBC impliquerait donc une réduction des émissions non plus par 4 d’ici 2050 (facteur 4), mais par 6,9 (soit -85% par rapport à 1990). Les 80 Mt CO2éq d’émissions “résiduelles” seraient imputables à 60% au secteur agricole et à 20% à l’industrie, cf. (CITEPA).

Plans nationaux intégrés en matière d’énergie et de climat (National Energy and Climate Plan – NECP) pour 2030

La Commission européenne a présenté fin 2019 le pacte vert pour l’Europe, un ensemble de mesures extrêmement ambitieuses qui devrait permettre à l´Europe de devenir le premier continent « neutre en carbone » au monde d’ici à 2050 (CE 2019).

Pour y parvenir, l’UE s’est dotée d’un cadre d’action en matière de climat et d’énergie pour la période 2021-2030. Les objectifs clés pour 2030 sont (CE) :

  • Réduction des émissions de gaz à effet de serre d´au moins 40 % par rapport au niveau de 1990. Dans le cadre du pacte vert pour l´Europe, il est prévu de porter l´objectif à moins 55 %. L’objectif de moins 40% doit être atteint de différentes manières : les secteurs couverts par le système d’échange de quotas d’émissions de l’UE (SEQE) devront réduire leurs émissions de 43 % (par rapport à 2005). Les secteurs non couverts par le SEQE devront réduire leurs émissions de 30 % (par rapport à 2005). À travers le règlement européen sur la répartition de l’effort (Effort Sharing Regulation – ESR) la contribution des pays membres peut varier entre 0% et – 40% de réduction par rapport à 2005
  • Augmentation de la part des énergies renouvelables à au moins 32 % de la consommation finale brute d´énergie, assortie d´une clause de réexamen d’ici à 2023 en vue de réviser à la hausse l´objectif fixé au niveau de l´UE
  • Amélioration d´au moins 32,5 % de l´efficacité énergétique, soit une diminution de 32,5 % de la consommation d´énergie par rapport au scénario de référence (scénario Baseline 2007), laquelle doit être atteinte collectivement par l’UE, avec une clause de révision à la hausse d´ici à 2023

Les États membres sont tenus d´élaborer des plans nationaux intégrés en matière d’énergie et de climat (National Energy and Climate Plan – NECP) pour garantir l’atteinte des objectifs climatiques et énergétiques fixés par l’Union à l’horizon 2030 (CE 20xx).

Plan national intégré énergie-climat de la France (NECP) de mars 2020

Le plan national intégré énergie-climat français est basé sur les deux documents nationaux de programmation, la PPE et la SNBC, et les résume dans un document. Ils fournissent la stratégie d’action contraignante pour mettre en œuvre les objectifs climatiques européens et nationaux.

Le gouvernement français a adopté la version finale du NECP en mars 2020 (CE 2020). Le NECP prévoit d’ici 2030 :

  • une part de 33% des énergies renouvelables dans la consommation finale brute d´énergie
  • une réduction de 32,5% de la consommation d´énergie primaire par rapport au tendanciel et une réduction de 20 % de la consommation finale d’énergie par rapport à 2012.
  • une réduction de 40% des émissions de gaz à effet de serre de 40% par rapport à 1990. Cet objectif sera atteint de différentes manières : – 43% par rapport à 2005 dans les secteurs couverts par le système d’échange de quotas d’émissions de l’UE (SEQE) et – 37% par rapport à 2005 hors UTCATF dans les secteurs non couverts par le SEQE.

De plus l’objectif de la France est la neutralité carbone d’ici 2050.

Plan national intégré énergie-climat de l’Allemagne (NECP) de juin 2020

Le gouvernement fédéral a adopté la version finale du NECP le 10 juin 2020 (BMWi 2020a).

En s´appuyant sur plusieurs lois nationales et sur une série de documents, le gouvernement allemand s’est fixé pour objectifs :

  • la réduction des émissions de gaz à effet de serre de 55 % d’ici 2030 par rapport à 1990 et une économie neutre en carbone à l’horizon 2050. L’Allemagne s’est engagée dans le cadre de la « répartition de l’effort » à réduire ses émissions de gaz à effet de serre de 38% d´ici 2030 par rapport à 2005 dans les secteurs non couverts par le SEQE.
  • une part des énergies renouvelables à 30 % dans la consommation d’énergie finale brute d’ici 2030 et
  • la réduction de 30 % de la consommation d’énergie primaire par rapport à 2008

L’Office franco-allemand pour la transition énergétique (OFATE) a établi un mémo qui présente une version française des principaux éléments du NECP allemand (OFATE 2020a).

Comparaison des mesures phares de la transition énergétique française et allemande

La figure 2 expose les mesures phares du « Tournant Énergétique » allemand et de la transition énergétique française. Ces mesures permettront en outre aux deux pays de respecter leurs objectifs européens en matière d’énergie et de climat (CE).

Un bilan d´étape concernant la réalisation des objectifs du paquet énergie-climat de l´UE 2020 en France et en Allemagne est publié dans le chapitre « Bilans énergétiques : Comparaison Allemagne et France »  (Allemagne-Energies 1).

Fig 1 Les mesures phares 12_2019
Figure 2 : Les mesures phares de la transition énergétique France vs. Allemagne

Lutte contre le réchauffement climatique :  Le paquet de l´Union Européenne (UE) sur le climat et l’énergie à l’horizon 2020 (CE) fixe pour la France et l´Allemagne une réduction des émissions de gaz à effet de serre d´au moins 20 % par rapport à 1990. L´objectif du cadre pour le climat et l’énergie à l’horizon 2030 prévoit une réduction d’au moins 40 % des émissions de gaz à effet de serre par rapport à 1990 (voir plus haut)

Suite à l’accord de Paris et pour montrer l’exemple, la France et l´Allemagne visent -conformément au pacte vert – la neutralité carbone d´ici 2050 (voir plus haut).

Part des énergies renouvelables à la consommation finale d´énergie : il s´agit de la contribution à l´objectif européen de 2020 et 2030.

L´objectif 2020 de la France est de 23% (MTES 2016) et l’Allemagne se contente de 18% c´est-à-dire un objectif inférieur à celui de l´Union Européenne de 20%.

L´objectif de l´UE à l´horizon de 2030 est de porter la part des énergies renouvelables à au moins 32 % de la consommation finale brute d’énergie, assorti d’une clause de réexamen d’ici à 2023 en vue de le réviser à la hausse (voir plus haut)

Selon les plans nationaux intégrés énergie-climat (voir plus haut), l’Allemagne vise une part de 30% à l´horizon de 2030, la France vise au moins une part de 33 % d’énergies renouvelables dans la consommation finale brute en 2030. Cette progression des énergies renouvelables est prévue dans toutes les filières mais devrait être particulièrement marquée dans le secteur de l´électricité.

Part des énergies renouvelables dans la consommation d´électricité : l´Allemagne met l’accent sur l´augmentation de la part des énergies renouvelables dans le secteur de l´électricité, notamment en utilisant la technologie de l’éolien et du photovoltaïque. Pour 2030, le gouvernement allemand vise une part de 65% d´énergies renouvelables à la consommation brute d´électricité (BMWi 2020a).

La France a fixé dans la LTECV l’objectif de 40% d’énergies renouvelables électriques dans la production nationale en 2030 (MTES 2015). Selon la programmation pluriannuelle de l´énergie (PPE) pour la France métropolitaine continentale (MTES 2020) , il est prévu d´augmenter la capacité installée des énergies renouvelables électriques à 73,5 GW en 2023, soit + 50% par rapport à 2017 et de doubler la capacité à l´horizon de 2028 par rapport à 2017 soit 101 – 113  GW. Les principales filières bénéficiant de cette évolution sont le photovoltaïque et l’éolien.

Efficacité énergétique : L´efficacité énergétique est un pilier majeur de la transition énergétique française et allemande. Au niveau réduction de la consommation et baisse d´intensité ou augmentation de la productivité énergétique, les objectifs sont assez semblables (à l’exception de la base – 2008 ou 2012- et la référence  – énergie primaire ou énergie finale-) et conformes aux objectifs 2020 de l´UE d´améliorer l’efficacité énergétique de 20% (CE).

Selon le plan national intégré énergie-climat, la France a repris les objectifs européens de réduction de 32,5% de la consommation énergétique en 2030 par rapport au tendanciel (CE 2020).  Cela conduit à une prévision de la consommation énergétique finale de 117,6 Mtep et de la consommation énergétique primaire de 205 Mtepen 2030 (hors usages non énergétiques). La réduction de la consommation d’énergie finale de 7,6 % en 2023 et de 16,5 % en 2028 par rapport à 2012 constitue un objectif intermédiaire selon la PPE.

L´Allemagne a fixé comme objectif une réduction de la consommation énergétique primaire de 30% d´ici 2030 par rapport à 2008 soit environ 216 Mtep (hors usages non énergétiques). La consommation d´énergie finale est estimée à 185 Mtep en 2030 selon le plan national intégré énergie-climat (BMWi 2020a).

Nucléaire : Les objectifs pour le nucléaire sont un choix purement national. 

L´objectif initial de la France de réduire la part du nucléaire à 50% (contre plus de 70% aujourd’hui) de l’électricité produite en 2025 (MTES 2015) a été reconnu comme irréaliste par le pouvoir politique. La loi Energie-Climat de 2019 entérine le report à 2035 pour cet objectif (voir plus haut).

Pour réduire la production du nucléaire, la feuille de route énergétique de la France (MTES 2020) prévoit de fermer à l’horizon 2035 14 réacteurs sur 58 (y compris les deux tranches de Fessenheim arrêtées au premier semestre 2020). Cela représente la fermeture de presque un quart des réacteurs en activité.

Mais contrairement à l´Allemagne où la sortie définitive du nucléaire d´ici 2022 est considérée comme irréversible,la réduction de la part du nucléaire à 50% de la production d’électricité en France n’est pas la sortie définitive du nucléaire.

Le tournant énergétique du secteur électrique

Le tournant énergétique se caractérise par une focalisation sur le secteur électrique. Or, pour mémoire, le secteur électrique émet environ un tiers des émissions totales de gaz à effet de serre du pays et représente seulement un quart de la consommation finale d´énergie.

La figure 3  résume à titre indicatif les grandes lignes.

Fig 3 TE_2020
Figure 3 : Tournant énergétique du secteur électrique : scénario 80% énergies renouvelables à l´horizon 2050

Le tournant énergétique du secteur électrique à horizon 2050 est caractérisé par

  • la renonciation à la technologie des centrales nucléaires d´ici 2022
  • la sortie progressive des centrales à charbon/lignite d´ici 2038 (voir plus haut)
  • le développement massif des énergies renouvelables
  • réduction de la consommation nationale brute d´au moins 25%

L´objectif de la part des énergies renouvelables à la consommation nationale a été porté à 65% à l´horizon 2030 (le concept énergétique de septembre 2010 avait initialement prévu 50% en 2030).

Le scénario prévoit à l´horizon de 2050 environ 20% de production à partir des centrales à gaz et/ou des centrales à cogénération pour soutenir le réseau lorsque la demande d’électricité dépassera la production renouvelable. Cela signifie que les moyens de production fossiles restants devront également réduire leurs émissions. Comme le gaz naturel, moins émetteur en CO2, sera pratiquement le seul combustible fossile utilisé après 2038, une réduction supplémentaire des émissions pourrait être obtenue par l’utilisation de biogaz (méthane) ou par l´ajout d’hydrogène vert. Les pertes de conversion lors de l’utilisation de l’hydrogène vert sont plus faibles que lors de l’utilisation du méthane, mais elles restent considérables.

L´objectif de  « neutralité carbone » d’ici 2050 impose dans la mesure du possible le remplacement des combustibles fossiles gazeux, liquides et solides non seulement dans le mix électrique mais aussi dans les autres secteurs. Le combustible fossile avec CCS (captage et stockage du carbone) est une option supplémentaire pour des usages industriels difficilement décarbonables.

Le « couplage sectoriel » répond à ces enjeux en permettant de relier le secteur de l’électricité décarbonée à ceux des transports, chauffage & refroidissement en les branchant directement au réseau électrique (par ex. : électromobilité, pompes à chaleur) ou en passant par la transformation d’électricité en un autre vecteur énergétique (power-to-x). Ce vecteur « x » peut être de la chaleur ou un gaz de synthèse : hydrogène, pour des usages de mobilité, ou méthane (après méthanation) qui peut lui-même être injecté dans le réseau gazier pour des besoins industriels, de chauffage ou de mobilité.

Comme déjà dit plus haut, le rendement du procédé de transformation de l’électrique en un autre vecteur énergétique est faible et augmentera considérablement la demande d’électricité. L´objectif de réduction de la consommation nationale d´au moins 25% d´ici 2050 par rapport à 2008 pourrait donc être soumis à des modifications, car la consommation augmentera très vraisemblablement en raison de l´utilisation croissante de l´électricité dans les autres secteurs malgré l´augmentation significative de l´efficacité énergétique.

Il faudra combler l´écart considérable par rapport au concept énergétique de 2010 au moyen d’un développement encore plus rapide des énergies renouvelables afin que leur part ne soit pas réduite au détriment d’une consommation d’électricité plus élevée.

Toutefois, l´Allemagne ne sera pas en mesure de couvrir la totalité des besoins en énergie sur la base des ressources nationales disponibles. Des importations d’énergie continueront à être nécessaires dans l´avenir.

Scénario à l´horizon de 2040 selon l´Agence Fédérale des Réseaux

Selon le plan de développement des réseaux de transport (BNetzA 2020), l´agence fédérale des réseaux et les gestionnaires des réseaux de transport (GRT) prévoient à l´horizon de 2040 une consommation brute de presque 690 TWh (2019 : ~ 570 TWh). L´hypothèse : l’exigence de réduction des émissions de CO2 conduira à une électrification accrue des autres secteurs (couplage sectoriel).

Les moteurs de l’électrification à l´horizon de 2040 sont l´accroissement des véhicules électriques et pompes à chaleur ainsi que le déploiement des installations power-to-heat, power-to-gas et accumulateurs ou batteries rechargeables (cf. figure 4). La consommation d´électricité supplémentaire suite au couplage sectoriel est estimée à presque 120 TWh.

Figure 4 : Couplage sectoriel – moteur de la poursuite de l’électrification

En 2040 le parc conventionnel aura une capacité inférieure à 60 GW (2019 : 100 GW) et sera majoritairement composé de centrales au gaz ou à cogénération au gaz (~ 42 GW) et de STEP (~ 10 GW) suite au déclassement des centrales nucléaires en 2022 et à houille et lignite au plus tard en 2038. Le plan de développement des réseaux de transport part de l´hypothèse que la capacité des énergies renouvelables atteindra 270 GW donc plus que le double de la capacité actuelle (2019 : 124 GW).

Pour arriver à une production d’électricité quasiment décarbonée d’ici 2050, les émissions totales de la production de l´électricité et de la chaleur pour l´alimentation des réseaux de chaleur devront être, selon les hypothèses retenues, inférieures à 180 Mt CO2éq d´ici 2030 et inférieures à 60 Mt CO2éq d´ici 2040.

Critiques faites au tournant énergétique

Les idées reçues sur le tournant énergétique allemand sont légion en France. Pour les uns c´est un modèle à suivre, pour les autres ce sont des rêveries qui conduisent à un fiasco.

Les points de critiques que l´on entend le plus souvent sont les suivants :

Mauvaises performances climatiques

Après des gains substantiels en émissions de gaz à effet de serre notamment entre 1990 et 2005 suite à la fermeture ou la modernisation des vieilles usines très polluantes en Allemagne de l´Est, le tournant énergétique a été à partir de 2010/11 confronté au paradoxe d’une stagnation des émissions malgré une forte croissance des énergies renouvelables.

Mais contrairement à une idée reçue, ce n’est pas le secteur énergétique qui est responsable du fait que les émissions ne baissent pas plus vite. Au contraire, le secteur énergétique est de loin celui qui a contribué le plus à la réduction des émissions depuis 2010 comme le montre la figure 5 produite à partir des données de l´agence fédérale de l´environnement (UBA 2020).

Les émissions stagnent dans le secteur industriel et ont même augmenté dans le secteur des transports au cours de la dernière décennie (cf. figure 5). Dans le secteur bâtiment et chaleur & refroidissement la réduction d’émissions n´a même pas atteint les 27 Mt CO2éq entre 2010 et 2019. Dans ce secteur en particulier, l’Allemagne a perdu un temps précieux au cours de la dernière décennie.

Fig 5_Emissions par secteur 2010_2030
Figure 5 : Emissions par secteur 2010 et 2019, objectifs 2030

Néanmoins, grâce à la baisse exceptionnelle en 2020 suite à la crise sanitaire du Coronavirus, l´objectif phare « Réduction des émissions de gaz à effet de serre de 40% par rapport à 1990 » a été atteint. En revanche, la réduction drastique des émissions suite à la pandémie n’a été possible que par une restriction tout aussi drastique de la vie socio-économique. Cette baisse des émissions devrait donc rester temporaire.

Dans un rapport récent, l’Agence Internationale de l’Énergie (AIE) appelle le gouvernement allemand à recentrer ses efforts sur les secteurs bâtiment, chaleur & refroidissement et les transports (IEA 2020). En raison d’efforts inégaux selon les secteurs, le pays va rencontrer de fortes difficultés pour atteindre ses objectifs climatiques selon l´Agence.

Selon le rapport 2020 du comité d’experts pour les questions de l’environnement du gouvernement allemand (SRU 2020), les objectifs climatiques et sectoriels fixés jusqu’à présent ne seraient pas suffisants pour apporter une contribution appropriée à l´accord de Paris sur le climat.

Même si le secteur énergétique semble sur une bonne voie, le défi majeur sera la réduction de l´empreinte carbone notamment dans les secteurs de l´industrie, des bâtiments et des transports.

Coûts exorbitants du tournant énergétique

De toutes les critiques entendues en France contre le tournant énergétique allemand, celle qui revient sans doute avec le plus de régularité concerne le coût.

Peter Altmaier, à l´époque ministre fédéral de l´environnement, a affirmé publiquement en 2013 : « …la transition énergétique du secteur électrique pourrait coûter dans les prochains 25 ans environ 1000 milliards d´Euros si nous n’agissons pas… ». L´annonce de ce montant a été largement critiquée en Allemagne mais elle est en phase avec une estimation effectuée en 2016 par l´institut de Düsseldorf (voir plus loin).

La neutralité carbone à l´horizon de 2050 coûtera bien plus, entre 30 et 100 milliards d’Euros par an selon les études (cf. paragraphe « Pour une réussite du tournant énergétique l´Allemagne devrait investir davantage »).

Etude de l´institut de Düsseldorf (DICE)

L´institut de Düsseldorf (DICE) a fait une étude à la demande de l´INSM (Initiative Neue Soziale Marktwirtschaft)  (INSM 2016) sur les coûts inhérents à la transition énergétique pour le seul secteur de l´électricité et hors investissements pour les énergies renouvelables.

Selon cette étude, les coûts cumulés pour 2000 à 2025 sont estimés à 520 milliards d´Euros (cf. figure 6), financés en grande partie par le consommateur. Et les coûts ne s’arrêteront pas pour autant en 2025.

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Figure 6 : Estimation des coûts cumulés du tournant énergétique dans le secteur de l´électricité pour 2000 – 2025

La plus grande part est constituée par les charges de soutien aux énergies renouvelables, soit  la différence entre le prix garanti fixé par la loi et le prix du marché. Ensuite viennent les coûts nécessaires au développement du réseau de transport et de distribution pour acheminer l’électricité éolienne produite dans le nord vers le sud et l’ouest de l’Allemagne.

Les plus grands postes de ces 27,5 milliards d´Euros « Divers » sont le maintien de la stabilité du réseau et la dépréciation comptable du parc thermique pour cause de rentabilité réduite.

Les coûts induits par les taux très préférentiels pour les investissements dans les énergies renouvelables sont estimés à 6 milliards d´Euros.

En revanche les prix négatifs en Allemagne sur le marché EPEX spot de la bourse à Paris, qui suscitent toujours un grand intérêt en France, ne représentent qu’une faible part du coût total du tournant énergétique du secteur de l´électricité, à savoir 0,1%.

Dans sa réponse à une question du parlement  (Deutscher Bundestag 2017) le gouvernement allemand a mis en doute l´étude de l´institut de Düsseldorf en décembre 2017. Selon le gouvernement, les coûts de la transition énergétique ne peuvent pas être déterminés en additionnant quelques postes isolés du système électrique actuel (soutien des énergies renouvelables, le tarif d´utilisation du réseau, etc.).

Seule la comparaison des coûts d´un système  avec et sans transition énergétique permettrait de déterminer les coûts supplémentaires. Si à la lumière de cette comparaison apparaissaient des coûts supplémentaires, il faudrait en outre les comparer avec ceux induits par une aggravation de la pollution et les conséquences à long terme sur le changement climatique résultant d´un système sans transition énergétique. La comparaison fiable des coûts ne serait pertinente que sur cette base. Le gouvernement allemand ajoute qu´à sa connaissance, il n´existe pas d´ étude complète des coûts discernant précisément les avantages pour l’homme et l’environnement d´un système énergétique non polluant.

Rapport de la Cour des Comptes allemande 2018

La Cour des Comptes allemande critique vigoureusement dans son rapport spécial, publié en septembre 2018 (BRH 2018) le pilotage de la transition énergétique par le Ministère Fédéral de l´Economie et de l´Energie (BMWi). Les performances affichées de la transition énergétique divergent fortement des objectifs fixés. Malgré le déploiement considérable de ressources humaines et financières, la plupart des objectifs principaux à l´horizon 2020 ne seront pas atteints.

Rien que dans le BMWi, 34 unités dans quatre départements sont impliquées. Cinq autres ministères fédéraux et les 16 Länder sont également concernés. Il y a au moins 45 comités qui s’occupent de la mise en œuvre de la transition énergétique.

Il existe actuellement 26 lois et 33 ordonnances qui réglementent la production, le stockage, le transport, la distribution et la consommation d’énergie, parfois de manière très détaillée. Les modifications de ces normes, qui sont nécessaires pour mettre en œuvre la transition énergétique, sont coûteuses en temps. Il est donc plus difficile d’adapter les mesures de pilotage à l´évolution dynamique de la transition énergétique.

Néanmoins, le BMWi n´a pas défini ce qu´implique la coordination de la transition énergétique. À ce jour, il n´existe toujours pas de forme d’organisation avec une responsabilité globale.

Le ministère n´a formulé jusqu´à maintenant aucun objectif concernant le coût global de la transition énergétique. Il devrait rendre les coûts aussi transparents que possible.

Selon la Cour des Comptes, la transition énergétique est actuellement mal gérée. Le Ministère Fédéral de l’Economie et de l’Energie devrait apporter des améliorations significatives à la coordination et au pilotage de la transition énergétique.

Toutefois le BMWi a fait savoir dans sa réponse à la Cour des Comptes qu´il ne voit aucune nécessité d’agir, car il estime que la coordination actuelle de la transition énergétique est efficace. Selon le ministère il existe une coordination plus qu´adéquate entre tous les acteurs et à tous les niveaux dans la mise en œuvre de la transition énergétique.

Quid de la sécurité d´approvisionnement ?

L´Allemagne dispose actuellement d´un parc de centrales conventionnelles pilotables pouvant à lui seul faire face à une situation de pointe d´environ 82 GW. Il s´agit donc d´une vraie redondance pour suppléer aux énergies renouvelables intermittentes.

Selon l´Agence fédérale des réseaux (BNetzA 3), l’Allemagne disposait début 2020 d´une capacité conventionnelle d´environ 100 GW dont 86 GW opérant actuellement sur le marchéde l’électricité. Environ 9,6 GW (centrales à lignite, à houille et au gaz) constituent une réserve stratégique fonctionnant uniquement en situation exceptionnelle et 4,6 GW (centrales à houille, au gaz et au fioul) sont provisoirement arrêtés.

Avec la sortie du nucléaire et le plafonnement prévu de la capacité des centrales à houille et lignite à 30 GW (15 GW de lignite et 15 GW de houille), l´Allemagne perd donc d´un coup environ 16 GW sur le marché de l’électricité d´ici fin 2022 par rapport à mi-2020. A l´horizon 2038, donc en moins de 20 ans, plus de la moitié (environ 45 GW) de la capacité conventionnelle actuellement sur le marché sera arrêtée.

Avec l’abandon progressif de la production d’électricité à base de houille/lignite et du nucléaire, deux piliers de la production d’électricité conventionnelle seront supprimés dans les années à venir tout en augmentant en même temps la consommation d´électricité par de nouveaux consommateurs flexibles (pompes à chaleur, véhicules électriques intelligents).

Dans le plan de développement des réseaux de transport à l´horizon de 2035/2040, (BNetzA 2020), les GRT partent de l’hypothèse que la consommation d’électricité pourrait augmenter de 100 à 120 TWh par rapport à 2019, et que la puissance de pointe pourrait passer de 82 GW actuellement à environ 100 GW en raison de l´électrification d’autres secteurs (couplage sectoriel) tels que les transports et le chauffage & refroidissement.

Au cours de cette transformation profonde du mix électrique des défis majeurs se manifesteront pour le maintien de la sécurité d’approvisionnement en Allemagne et en Europe.

Il faut pallier des épisodes prolongés de faible production d´énergies renouvelables intermittentes. Le stockage d´énergie ne remplit pas encore les conditions techniques et économiques requises pour être utilisé à grande échelle afin de répondre aux besoins physiques du système. Avec l´abandon de ses moyens pilotables (nucléaire et charbon) l´Allemagne sera obligée d´augmenter la capacité des centrales de cogénération au gaz pour compenser les fluctuations de la production des éoliennes et du solaire et prendre des mesures pour assurer les services système.

La réduction du parc des grandes centrales conventionnelles pilotables et la mise en place de millions de petites unités de production décentralisée notamment à base d´énergies renouvelables intermittentes (éolien et solaire) soulève la question des mesures à prendre pour assurer les services système (maintien de la tension et de la fréquence, mise à disposition de la puissance réactive, redémarrage du réseau suite à un « black-out »).

Selon une étude de l´Agence allemande de l´énergie (dena), la transformation profonde du mix énergétique allemand entraîne une diminution des moyens techniques pour assurer les services système (dena 2020) et la stratégieglobale reste dans les limbes.

L’Agence fédérale des réseaux sera chargée de surveiller en continu à partir de 2021 que la sécurité de l’approvisionnement soit garantie. Si lors des examens prévus par le gouvernement la réduction des capacités démontrait une incidence sur la sécurité d’approvisionnement, des mesures appropriées seraient immédiatement prises.  En dernier recours, la fermeture de centrales à houille pourrait être suspendue et partiellement ou totalement reportée.

Dans leur bilan prévisionnel sur la période allant jusqu´à l´hiver 2021/2022, publié en février 2020 (GRT 2020), les quatre gestionnaires de réseaux de transport ont analysé si l´Allemagne pourrait faire face aux pointes de consommation hivernales lors des situations les plus tendues. Résultat : pour l’hiver 2020/2021, la réserve lors de la pointe de consommation sera de seulement 2,6 GW en janvier 2021. A partir de 2022, après l´arrêt de 4 GW de nucléaire et de 6 GW de charbon/lignite prévu en 2020/2021, les marges restantes seront négatives pour l’hiver 2021/2022 dans l´hypothèse très conservative d´une simultanéité d’événements relativement improbables et il faudrait intégrer la contribution des interconnexions pour garantir l´équilibre offre-demande d’électricité.

Les gestionnaires des réseaux de transport (GRT) ont également identifié, suite à l´arrêt prévu des grandes unités de centrales conventionnelles, une demande de puissance réactive de 38 à 74 GVar d’ici 2030 (GRT 2019). Selon les  GRT il faudrait couvrir cette demande en construisant de nouveaux équipements tels que des moyens de compensation.

Un autre aspect à considérer est le fait que les gestionnaires de réseau doivent absolument disposer d´une capacité suffisante de centrales capables de démarrer en autonome (black start) dans le but de reconstituer le réseau après un effondrement total (black-out). Selon une étude de l´université d´Aix-La-Chapelle pour l´agence fédérale des réseaux (RWTH Aachen 2015), la capacité minimale pour reconstituer le réseau (procédure buttom-up) s´élève à environ 4,7 GW dont 3,5 GW centrales hydrauliques et STEP et 1,1 GW centrales thermiques à flamme.

Une mesure possible serait le maintien en réserve stratégique d´une partie des centrales destinées au déclassement, lesquelles pourraient être mobilisées en cas de besoin. Dans leur bilan prévisionnel les GRT partent de l´hypothèse que l´Allemagne disposerait d´une réserve stratégique d´environ 8 GW pour l´hiver 2021/22.

Environ trois quarts des centrales à houille produisent non seulement de l´électricité mais aussi de l´énergie pour le chauffage urbain des zones résidentielles avoisinantes. 

La fédération allemande du secteur de l’énergie et de l’eau (BDEW) attire l´attention sur le fait qu´il faudrait construire environ 17 GW de centrales à cogénération au gaz d´ici 2030 pour garantir la sécurité d´approvisionnement dans le secteur de l’électricité et de la chaleur   (BDEW 2020a). Cependant la construction de nouvelles centrales au gaz n´est pas rentable à l’heure actuelle – à moins que ces centrales ne reçoivent une rémunération garantie.

Le ministère de l´économie et de l´énergie établit tous les deux ans un rapport sur la sécurité d´approvisionnement. Le dernier rapport de 2019 (BMWi 2019b) arrive au résultat suivant :

  • Les consommateurs peuvent être approvisionnés de manière fiable à tout moment. La demande d’électricité en Allemagne peut être satisfaite à 100 % d’ici 2030. L´expertise tient compte de divers scénarios, tels que les différentes conditions météorologiques ou les effets des arrêts imprévus de centrales électriques, y compris la sortie progressive des centrales à houille et lignite.
  • Le système électrique européen est caractérisé par d´importantes surcapacités. Environ 80 à 90 GW de centrales conventionnelles peuvent être progressivement arrêtés d’ici 2030 sans affecter le niveau de sécurité d’approvisionnement du système électrique européen.
  • Les interconnexions transfrontalières ont un effet d’équilibrage au niveau de l´injection de la production des énergies renouvelables, la consommation d’électricité et la disponibilité des centrales conventionnelles et contribuent à fournir aux consommateurs européens de l’électricité à moindre coût. Cet effet d’équilibrage économise la construction de nouvelles capacités conventionnelles de 50 à 60 GW d´ici 2030.

La lente modernisation des réseaux

Un approvisionnement d´électricité  basé sur des sources d’énergies renouvelables recèle de nouveaux défis pour les réseaux (Allemagne-Energies 2). Dorénavant, une grande partie de l’électricité sera injectée de manière décentralisée dans les réseaux de distribution et transportée en partie sur de longues distances. Malgré l´emploi de technologies innovantes, l´augmentation de la part des énergies renouvelables nécessite l´extension des réseaux existants pour faire face à l´aggravation du 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 assuré par des importations depuis d’autres régions ou des pays voisins. L’électricité éolienne produite dans le nord doit donc être amenée à des centres de consommation électrique dans le sud et dans l’ouest de l’Allemagne. Par conséquent, le développement des grands réseaux de transport suprarégionaux et des réseaux de distribution locaux est une tâche essentielle.

Selon la programmation actuelle de développement des réseaux de transport environ 7700 km sont prioritaires (lignes nouvelles et de renforcement des lignes existantes). L´épine dorsale est constituée par des tracés nord – sud en courant continu.

Or la construction des lignes est lente (Allemagne-Energies 2). 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.

Suite au nouvel objectif d´une part de 65% d´énergies renouvelables à la consommation d´électricité d´ici 2030, les besoins d’extension des réseaux électriques de transport sont plus importants. Il faut ajouter environ 3600 km de lignes THT aux projets actuels (Allemagne-Energies 2).

La Cour des Comptes allemande souligne dans son rapport (BRH 2019), publié en mai 2019, que les progrès insuffisants du développement du réseau de transport constituent un risque croissant pour la sécurité de l’approvisionnement. Dans ses décisions sur la transition énergétique, le gouvernement allemand n´a jusqu´à présent pas suffisamment tenu compte de la nécessité de l´extension du réseau. Pour cette raison, le développement des réseaux électriques ne suit pas le rythme de développement des énergies renouvelables. Cette situation est aggravée par le fait qu´un grand nombre de centrales de production renouvelable injecte leur électricité à des endroits défavorables ce qui augmente le besoin d´extension du réseau.

Le rapport de la Cour des Comptes montre que la lente modernisation des réseaux a entrainé des interventions coûteuses de stabilisation du système électrique ces dernières années (cf. annexe 9 (Allemagne-Energies 2)).

Le modèle actuel de tarification d´utilisation du réseau n´incite pas suffisamment les gestionnaires de réseau de transport à le développer rapidement. En effet, les coûts de stabilisation du système électrique ne sont pas supportés par eux, mais par les consommateurs d’électricité.

Le gouvernement pourrait réduire le besoin d´extension du réseau en faisant participer les producteurs d´énergies renouvelables aux coûts de développement du réseau. Étant donné que ces producteurs n’ont pas été impliqués jusqu´à présent financièrement dans l´acheminement de l’électricité vers les points de consommation, les frais d´acheminement et les coûts de construction des nouvelles lignes ne jouent aucun rôle dans leurs calculs de rentabilité et n´incitent pas à optimiser les emplacements des installations d´énergies renouvelables par rapport à la disponibilité du réseau.

Selon une étude commandée par E.ON, les coûts de développement du réseau de distribution atteindront 110 milliards d´Euros à l´horizon de 2050 (E.ON 2020).

Ces investissements seraient nécessaires car l´électricité produite par des énergies renouvelables est principalement injectée dans les réseaux de distribution. La croissance rapide de l´électromobilité, des pompes à chaleur ou du stockage d´énergie décentralisé nécessite également un développement considérable des réseaux de distribution. Sans ces investissements, les coûts de fonctionnement des réseaux de distribution pourraient atteindre jusqu´à 4,2 milliards d’euros par an à long terme.

Le développement des énergies renouvelables dans le secteur électrique tend à s´enliser

Comme décrit plus haut, le gouvernement allemand vise maintenant pour 2030 une part de 65% d´énergies renouvelables à la consommation brute d´électricité, au lieu de l´objectif initial de 50%. Pour atteindre cet objectif  il faudrait construire plus de 100 GW en sus des 125 GW déjà installés fin 2019, notamment en utilisant la technologie de l’éolien et du photovoltaïque (Allemagne-Energies 2019c, 1) soit une augmentation de plus de 80% en 10 ans.

Or, un faible développement des volumes de construction d´éolien terrestre est observé ces derniers temps. L´augmentation de la capacité d´éolien terrestre en 2019 a été avec environ 1 GW une des plus faibles de l’histoire du développement de l’énergie éolienne terrestre.

Selon l´Agence de l’éolien terrestre (FA Wind 2020b), le développement de l’éolien terrestre restera faible en 2020 également. Sur la base des données actuellement disponibles, un volume total allant jusqu’à 1,5 GW (bruts) peut être prévu d’ici fin 2020.

Les raisons sont multiples. Les procédures d´autorisation sont de plus en plus longues ce qui ralentit le rythme de mise en service des nouvelles installations. A titre d´exemple, sur le volume de 2,8 GW attribué en 2017, seuls 8 % ont été réalisés à la fin du mois d’octobre 2020. Il s´agit notamment des projets attribués par appel d´offres en absence d´obligation d’autorisation préalable selon BImSchG  (Loi fédérale sur la protection contre les nuisances environnementales).

De plus, la construction des nouvelles éoliennes se heurte aux refus des riverains et des organisations de protection de la nature et des oiseaux. Leur opposition a conduit à de nombreuses plaintes contre de nouvelles constructions, ce qui a pour conséquence que la construction des éoliennes est au moins retardée, voire impossible.

Le Ministre de l’Économie et de l´Énergie a publié en octobre 2019 un plan pour renforcer le développement de l´éolien terrestre. (BMWi 2019e; OFATE 2019). Ce plan contient des mesures pour favoriser l’acceptabilité et des mesures pour accélérer les procédures d’autorisation. En décembre 2020, une loi sur l’accélération des investissements est entrée en vigueur (FA Wind 2020a). Elle est particulièrement importante pour l´éolien terrestre, car les procédures juridiques en cas de litiges concernant les installations d´une hauteur totale de plus de 50 mètres seront abrégées. Il reste à voir comment ces mesures aboutiront.

Les tarifs d’achat étant valables vingt ans, les premiers contrats d´éolien terrestre arriveront à échéance fin 2020. Selon le gouvernement (Deutscher Bundestag 2020), environ 4 GW sortiront du mécanisme de soutien fin 2020. De 2021 à 2025 seront concernés environ 2,4 GW par an et de 2026 à 2030 environ 1,8 GW par an. Donc au total une capacité d´environ 25 GW d´éolien terrestre sortira du mécanisme de soutien d´ici fin 2030.  

À partir de 2030, la question du démantèlement des anciennes installations photovoltaïques qui sortiront du mécanisme de soutien prendra également de l´importance, car le développement dans les années 2010 à 2012 a été très soutenu, avec un volume de plus de 20 GW au total. En raison de la moindre complexité mécanique, la poursuite du  fonctionnement des installations photovoltaïques est certes moins critique que celle des éoliennes.

Toutefois, il reste difficile de prévoir combien de temps il sera rentable de poursuivre l’exploitation des installations d’un point de vue économique après cessation du mécanisme de soutien. Quoi qu’il en soit, le déclassement éventuel des installations est à prendre en compte dans les prévisions de développement du parc renouvelable.

Selon le calcul de la fédération allemande du secteur de l’énergie et de l’eau (BDEW 2020b), il faudrait une augmentation annuelle moyenne de la capacité d´éolien terrestre d´au moins 3,7 GW, et d´au moins 5 GW en photovoltaïque pour atteindre les objectifs de 2030. C’est une cadence de déploiement largement supérieure à l´actuelle.

Pour une réussite du tournant énergétique l´Allemagne devrait investir davantage

Les études publiées par trois organisations réputées analysent les mesures nécessaires pour atteindre les objectifs climatiques à l´horizon de 2050, à savoir la neutralité ou quasi-neutralité carbone (ESYS 2017; dena 2018; BDI 2018). Il s´agit de la Fédération de l´Industrie Allemande (BDI: Bundesverband der Deutschen Industrie e.V.), l´ESYS (Systèmes énergétiques futurs) et l´Agence Allemande de l´Énergie (dena). Une comparaison de leurs études, publiée en février 2019 (BDI, ESYS et dena 2019) , met en évidence les résultats essentiels communs :

Développement massif des énergies renouvelables : augmentation de la capacité de l´éolien et du photovoltaïque à 250 GW et même jusqu´à 600 GW à l´horizon 2050 (~ 110 GW en 2019) selon les différentes études. La grande fourchette s´explique par des hypothèses différentes concernant entre autres l´importation d´énergie, l´augmentation de l´efficacité énergétique et la progression des énergies renouvelables dans les secteurs refroidissement/chaleur et transports

Sécurité de l´approvisionnement en électricité : l´intermittence des énergies renouvelables fait apparaitre d’importants besoins de flexibilité pour assurer l´équilibre entre l’offre et la demande. Cela peut se faire par un renforcement du Demand Side Management (maîtrise de la demande en électricité) et l´utilisation accrue de nouveaux consommateurs flexibles (7 à 16 de millions pompes à chaleur, 12 à 44 millions de véhicules électriques intelligents « Vehicle-to-grid ») et recours aux capacités de stockage d´énergie (10 à 191 GW de capacité de batteries, jusqu`à 112 GW de capacité de power-to-x).

Bien qu´une flexibilité accrue contribue à réduire la demande en situation de pointe, il faut, pour pallier des épisodes prolongés de faible production d´énergies renouvelables intermittentes,  prévoir des moyens pilotables en back-up (par exemple : centrales à gaz, turbines à combustion et centrales de cogénération) d´une capacité variant selon les études entre 60 GW et 130 GW à l´horizon de 2050.

Développement des combustibles « synthétiques » produits à partir d’énergies renouvelables : le développement des combustibles « synthétiques » s´impose dans la lutte contre le changement climatique. Ils seront utilisés dans le secteur des transports (combustible), dans l’industrie chimique (produit de base) et dans les centrales à gaz (vecteur d’énergie stockable pouvant être transformée en électricité).

Variant d’une étude à l’autre ils pourraient couvrir une demande d’environ 200 à 900 TWh en 2050 (pour mémoire : en 2019, la consommation d´énergie primaire en Allemagne s’élève à presque 3600 TWh). Il est certain que les combustibles synthétiques et les technologies Power-to-X seront nécessaires pour réussir le tournant énergétique.

L´énergie primaire sous forme de P2X peut être produite en Allemagne ou importée de pays offrant de meilleures conditions de production. Les importations peuvent limiter le besoin d´énergies renouvelables nécessaires en Allemagne pour la production des carburants synthétiques. À l’heure actuelle, il n’est pas encore possible de prévoir comment l’offre et la demande des carburants synthétiques vont évoluer au niveau international. Il est donc particulièrement important aujourd’hui d’engager un échange étroit avec d’autres pays afin de lancer le développement d’un marché mondial avec des projets internationaux initiaux et de faire progresser la recherche et le développement.

Nouveau mix énergétique dans le transport : les trois études concluent qu´il faut des voitures à propulsion alternative dans le secteur des transports. Environ 47 millions de voitures sont actuellement admises à la circulation. Selon les études, plus de la moitié du parc automobile serait basée sur la technologie des batteries ou propulsion hybride à l´horizon 2050. En outre, les biocarburants et voitures hydrogène  (pile à combustible) feront partie de la solution.

Concernant le trafic de poids lourds, plusieurs solutions sont envisageables : pile à combustible, carburant synthétique, propulsion électrique ou routes électrifiées.

Accélération de la rénovation énergétique des bâtiments : le taux actuel de la rénovation énergétique de l´ordre de 1% serait bien trop faible. Actuellement (2018) environ 4,1 des 18,7  millions de bâtiments sont rénovés. Si ce rythme se maintenait, seulement 10 millions de bâtiments seront rénovés en 2050, à peine plus de la moitié du parc. Selon les études il faudrait augmenter le taux à 1,4 – 2% pour arriver à 13 – 16 millions de bâtiments rénovés d´ici 2050.

Prévention des émissions d´industrie : l´industrie consomme environ un quart de l´énergie finale dont 90% sont assurés par des combustibles fossiles. Selon les études il faut augmenter l´efficacité énergétique, favoriser le choix de sources d’énergie renouvelables et reconsidérer la technique de « capture et stockage du CO2 » (Carbon Capture and Storage ou CCS).

L´objectif de la neutralité carbone à l’horizon 2050 ne serait pas atteint avec les mesures actuellement engagées : dans un communiqué de presse commun (BDI 2019b) les trois organisations pointent du doigt le fait que les investissements en faveur du climat sont très inférieurs à ce que l´Allemagne devrait mobiliser pour atteindre les objectifs qu’elle s’est fixés.

La Fédération de l’Industrie Allemande (BDI) va même plus loin :  l´objectif « neutralité carbone » (- 95 % d´émissions par rapport à 1990) d’ici 2050 serait irréaliste et à la limite de la faisabilité et de l’acceptabilité sociale  (BDI 2019a, 2018; Allemagne-Energies 2018).

Estimation des coûts : La transformation du système énergétique implique des investissements considérables :

Une réduction de 80% des émissions à l´horizon 2050 par rapport à 1990 nécessiterait des coûts annuels supplémentaires variant de 15 à 70 milliards d´Euros (0,5 et 2 % du PIB), selon les études, par rapport à un scénario « business as usual ».

Deux facteurs jouent un rôle important :

  • Des objectifs climatiques ambitieux signifient des coûts plus élevés. Par exemple, les coûts supplémentaires dans les scénarios de réduction des émissions de 90% – 95% par rapport à 1990 s’élèvent à une moyenne annuelle de 30 à 100 milliards d’Euros.
  • Plus les investissements sont tardifs, plus ils sont coûteux. Le processus de transformation doit donc commencer immédiatement afin de maintenir les coûts supplémentaires à un faible niveau et la charge pour la société, les entreprises et l’industrie aussi faible que possible.

Le tournant énergétique donne bonne conscience aux allemands 

Malgré toutes les critiques émises, l’adhésion des citoyens au projet reste forte. Selon un sondage effectué à la demande du BDEW (Association fédérale de l’économie énergétique et des eaux) en mai 2020 (BDEW 2020c), quatre allemands sur cinq pensent que les mesures de protection du climat devraient être maintenues comme avant ou même renforcées malgré la crise sanitaire du coronavirus. Seuls 15,2 % sont favorables à une réduction des mesures de protection du climat.

80,4 % des personnes interrogées considèrent toujours que le tournant énergétique est important ou très important. Seuls 4,3 % d’entre eux considèrent qu’il n’est pas du tout important.

Selon une étude du Ministère Fédéral de l´Environnement (BMU 2018), le tournant énergétique produit des effets économiques positifs générés par le développement des nouvelles technologies, la création d´emplois et les nouvelles opportunités d´exportations. Il ouvre à l’industrie allemande des opportunités fructueuses sur le marché mondial des produits « climat – énergie ». Le volume du marché mondial annuel de ces  produits « GreenTech » est gigantesque. Les taux de croissance sont estimés à plus de 2 milliards d´Euros par an, pouvant dépasser un volume de 5900 milliards d´Euros d´ici 2025.

Suivi du tournant énergétique

L’évolution du tournant énergétique est suivie en permanence. Le principal pilier est le rapport annuel du Ministère Fédéral de l´Economie et de l´Energie. Tous les trois ans, le rapport annuel est complété par un rapport d’avancement stratégique  (BMWi 20xx).

A côté d´un suivi officiel du gouvernement allemand, également publié en français, il convient de signaler:

  • le rapport annuel de l´Union Economique Bavaroise « vbw » sur l’évolution du tournant énergétique en Allemagne et en Bavière  (vbw 2020)
  • le baromètre sur l´évolution de l´Energiewende publié par McKinsey tous les 6 mois depuis 2012  (McKinsey)

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

Last but not least, l’Agence Internationale de l’Énergie (AIE) a publié un rapport sur le tournant énergétique en Allemagne (IEA 2020). L’AIE appelle le gouvernement allemand à «recentrer ses efforts» sur les transports et le chauffage.

Les publications de vbw, McKinsey et l´Agence Fédérale des Réseaux sont disponibles en allemand seulement.

Bilan d´étape 2020

L´Union Economique Bavaroise a publié dans son dernier rapport un bilan d´étape du tournant énergétique en Allemagne (vbw 2020). Le résultat est plutôt décevant. La plupart des objectifs principaux à l´horizon 2020 ne seront pas atteints.

Fig 4 Bilan TE vbw
Figure 7 : Bilan d´étape du Tournant Energétique – Écarts par rapport aux objectifs pour 2020

Sécurité Approvisionnement : Niveau jaune

La capacité des moyens pilotables est encore largement suffisante (vert), Les coupures de courant non prévues sont parmi les plus courtes en Europe (vert).

En revanche, la lenteur de développement du réseau (rouge) a provoqué une hausse importante des interventions des gestionnaires des réseaux allemands pour éviter les coupures de courant (rouge)

Économie (Coûts d‘électricité) : Niveau rouge

Les ménages allemands payent un kWh parmi les plus chers en Europe (rouge).

Le coût du kWh de l´industrie non privilégiée est situé légèrement au dessus de la moyenne européenne (jaune).

L´industrie électro – intensive est protégée sous la forme d´un dégrèvement partiel du soutien aux énergies renouvelables et conserve un tarif compétitif ayant pour but de préserver la compétitivité internationale.

Efficacité énergétique et énergies renouvelables : Niveau rouge

L´évolution de la consommation d´électricité et de la consommation énergétique primaire est loin derrière les objectifs. Cela est aussi valable pour la productivité énergétique. Donc 3 objectifs en rouge.

Seul le rythme de développement des EnR dans le secteur électrique est élevé et a déjà dépassé l´objectif de 2020 (vert).

Impact environnemental Niveau rouge

L´objectif national d´une réduction de 40% des gaz à effet de serre  par rapport à 1990 est hors de portée.

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…».

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