NHsolution

Conditions-cadres susceptibles d'améliorer l'intégration des énergies renouvelables dans l'approvisionnement énergétique allemand
Le secteur électrique allemand prévoit de transporter l’électricité du nord vers le sud via de puissantes lignes à courant continu, mais cette stratégie est erronée : il existe des solutions bien meilleures et moins coûteuses lorsque l’électricité renouvelable est produite et consommée localement.
Le premier grand câble – SuedLink, entre le Schleswig-Holstein au nord et la Bavière / le Bade-Wurtemberg au sud – coûte 15 milliards de DKK pour une capacité de 4 GW. En comparaison, le besoin de capacité du sud de l’Allemagne dépasse 45 GW pendant les pics de consommation. Étant donné qu’il n’existe aucune garantie que le câble puisse livrer de l’électricité quand elle est nécessaire dans le sud, des centrales de secours doivent rester disponibles.
À titre de comparaison, une capacité de 3 GW de parcs solaires installée directement dans le sud de l’Allemagne pourrait être construite pour le même coût.
Les Länder du sud – Bavière, Bade-Wurtemberg, Hesse, Rhénanie-Palatinat et Sarre – représentent la moitié de la consommation électrique allemande totale de 450 à 500 TWh, soit entre 225 et 250 TWh par an.
La consommation énergétique annuelle du sud de l’Allemagne dans le chauffage et l’industrie (processus thermiques) est d’environ 800 TWh, largement couverte par le gaz naturel.
La capacité installée en éolien et en solaire dans ces Länder est de respectivement 12 GW et 40 GW, ce qui fournit chaque année environ 25 TWh et 40 TWh.
Cela signifie que les énergies renouvelables fournissent aujourd’hui 65 TWh sur une consommation de 240 TWh dans le sud – soit à peine plus d’un quart de la demande en électricité.
Autres sources énergétiques disponibles dans le sud de l’Allemagne :
-
30 millions de tonnes de déchets combustibles par an (≈ 110 TWh)
-
60 millions de m³ de croissance forestière annuelle (≈ 120 TWh)
-
25 millions de tonnes de paille et résidus agricoles (≈ 100 TWh)
La première étape de l’extension des EnR dans tout pays industrialisé – y compris le sud de l’Allemagne – passe par des systèmes énergétiques dualistes dans le chauffage et l’industrie – voir lien.
Le secteur industriel et thermique du sud de l’Allemagne peut absorber de grandes quantités d’électricité renouvelable, et ensuite utiliser la chaleur résiduelle des centrales qui produisent de l’électricité lorsque les EnR sont absentes.
Par exemple, 1 GW de centrales à biomasse peut fournir 2 GW de chaleur industrielle, alimentant ainsi 2 millions de foyers avec une capacité moyenne de 0,5 kW par foyer.
Une solution combinée avec 3 GW de solaire et éolien pourrait suffire à verdir l’approvisionnement électrique et thermique de l’industrie et du bâtiment, si l’industrie est principalement alimentée par les EnR et, dans les périodes creuses, par de la vapeur issue de la biomasse au lieu du gaz naturel ou du charbon.
Multiplier par 4 la production actuelle d’EnR dans le sud, combinée aux ressources disponibles, permettrait sans problème d’atteindre une électricité 100 % renouvelable et bon marché.
Promouvoir une consommation flexible chez les citoyens et entreprises
Problème principal :
La consommation ne correspond pas à la production des EnR → pertes et déséquilibres.
Solutions proposées :
-
Introduction de tarifs dynamiques pour tous (facturation horaire ou par quart d’heure)
-
Déploiement massif des compteurs intelligents et des systèmes automatisés de gestion
-
Incitations économiques pour :
-
Chauffage électrique avec stockage – voir lien
-
Véhicules électriques
-
Refroidissement et stockage industriel réactifs aux prix de l’électricité
-
Réformer le design du marché et les incitations
Problème :
Le système récompense encore les centrales fossiles de secours, plus que l’intégration flexible des EnR.
Solutions :
-
Récompenser la flexibilité et les services de régulation rapide
-
Supprimer les prix négatifs non encadrés, introduire des planchers/plafonds de prix
-
Rendre rentables le stockage et l’absorption d’électricité excédentaire
-
Créer des communautés énergétiques locales avec marchés de flexibilité (comme EnergiFlex et FlexPower au Danemark)
Simplifier la planification et les autorisations
Problème :
La bureaucratie et l’opposition locale retardent les projets de réseau et d’EnR.
Solutions :
-
Fixer une durée maximale de 2 ans pour les autorisations
-
Redistribuer les bénéfices de l’intégration locale (réduction des prix de l’électricité pour les communes)
-
Numériser les processus de planification et de consultation
Numérisation et automatisation
Solutions proposées :
-
Déployer des réseaux électriques intelligents (smart grids)
-
Utiliser l’IA et des prévisions avancées pour gérer la production, la consommation et le stockage
-
Exploiter des données en temps réel pour équilibrer le système (par exemple TenneT, le GRT allemand, en fonctionnement)
Capacité du réseau et goulots d’étranglement
Le réseau électrique allemand est surchargé, en particulier lorsque de grandes quantités d’électricité éolienne produite dans le nord doivent être acheminées vers le sud, où la consommation est la plus élevée.
L’absence de développement suffisant des lignes à haute tension (par exemple SuedLink et SuedOstLink) crée des goulots d’étranglement géographiques.
Cela entraîne des mesures dites de redispatching : des centrales à biomasse et à biogaz continuent de produire, tandis que les énergies renouvelables (EnR) sont forcées à s’arrêter (curtailment).
Pendant que les EnR sont mises à l’arrêt ou cédées gratuitement à l’étranger, d’énormes quantités de combustibles fossiles sont utilisées dans les secteurs thermiques et industriels allemands — souvent pour des processus thermiques simples, qui pourraient facilement être remplacés par des sources renouvelables sans gaz, pétrole ou charbon.
En 2023, plus de 8 TWh d’électricité renouvelable ont été refusés en raison de problèmes de réseau ou de manque de consommation — suffisant pour alimenter plus de 2 millions de foyers pendant un an.
Manque de flexibilité de la demande
La consommation ne suit pas la production : il manque des incitations économiques et techniques pour que les consommateurs ou entreprises ajustent leur consommation d’électricité en fonction de la production renouvelable. Une grande partie du problème vient du fait que les systèmes de smart grid et de régulation de la balance ne fonctionnent pas dans le système énergétique allemand.
Les tarifs horaires ne sont que partiellement déployés – et le déploiement des compteurs intelligents est en retard.
La flexibilité industrielle (par exemple électricité pour le chauffage, optimisation des processus) n’a pas encore été mise en œuvre à grande échelle.
Stockage et consommation insuffisants
L’intégration duale des énergies renouvelables dans les secteurs thermique et industriel est très insuffisante.
Les solutions Power-to-X (comme la production d’hydrogène) ne sont pas encore généralisées.
Il manque de grandes capacités de batteries pour stocker et restituer l’électricité renouvelable.
Sans stockage, d’importantes quantités de solaire et d’éolien sont perdues durant les heures de surproduction.
Structure du marché et mécanismes de rémunération
Le marché de l’électricité ne favorise pas l’intégration des énergies renouvelables dans le système énergétique allemand :
-
Les prix peuvent devenir négatifs lors de pics de production renouvelable – ce qui décourage les investissements.
-
Les centrales fossiles de secours reçoivent des paiements de capacité, mais les contributions des EnR à la stabilité du système ne sont pas rémunérées de manière équivalente.
-
Il manque des signaux de marché pour encourager la production et la consommation flexibles, ce qui entrave l’intégration des EnR.
Obstacles politiques et réglementaires
-
Opposition locale à l’installation d’éoliennes et au développement du réseau (effet NIMBY).
-
Paysage réglementaire complexe, avec une répartition des responsabilités entre le gouvernement fédéral, les Länder et les gestionnaires de réseau.