Se positionner dans la course aux cleantech
Pour atteindre les objectifs climatiques de l'Accord de Paris, un virage conséquent vers les énergies renouvelables est nécessaire. La décarbonation nécessite toutefois un soutien technologique étatique ciblé, comme le montrent des analyses.
Tobias Schmidt se souvient encore vivement de la conférence de l'ONU sur le climat à Copenhague, à laquelle il avait participé en 2009 en tant que doctorant. Un peu "naïvement", comme il le dit aujourd'hui, en pensant que les politiciens s'étaient surtout déplacés pour sauver le monde de la crise climatique imminente. Les négociations de Copenhague ont toutefois été décevantes. On s'est finalement mis d'accord sur un consensus minimal non contraignant. "À un moment donné, j'ai eu un déclic", raconte Schmidt, aujourd'hui professeur assistant en politique énergétique à l'ETH Zurich. "J'ai pris conscience que la politique climatique ne concernait pas seulement le climat, depuis longtemps, mais surtout la compétitivité industrielle".
Schmidt attribue le fiasco diplomatique de Copenhague avant tout à la crainte de pertes économiques. En 2009, la société de conseil McKinsey avait publié pour la deuxième fois sa fameuse "marginal abatement cost curve". Elle montrait combien coûtait la prévention d'une tonne de CO2-avec différentes technologies en 2030. "Les prévisions étaient parfois beaucoup plus pessimistes que l'évolution réelle", explique Schmidt.
Les auteurs partaient par exemple du principe que l'électromobilité resterait une niche jusqu'en 2030 au moins. Mais entre-temps, plus de 8,5 millions de véhicules électriques ont été vendus - avec une forte tendance à la hausse. Et les coûts calculés à l'époque pour les installations photovoltaïques en 2030 ont été dépassés depuis longtemps.
Alors que dans les années 1990, éviter une tonne de CO2 au moyen de panneaux photovoltaïques coûtait encore plusieurs milliers de francs, on économise aujourd'hui souvent de l'argent pour la production d'électricité grâce à l'évitement - les coûts d'évitement sont donc déjà partiellement négatifs. "L'innovation dans le domaine des cleantech a été largement sous-estimée", explique Schmidt. Avec des conséquences importantes : "Aucun politicien ne voulait s'engager en 2009 à développer des technologies prétendument coûteuses qui pourraient désavantager son pays sur le plan de la concurrence".
La technologie comme moteur de la politique
Schmidt a observé l'effet exactement inverse six ans plus tard lors de la conférence sur le climat à Paris. Entre-temps, de nombreux États avaient mis en place des programmes d'encouragement à la recherche et au développement dans le domaine des technologies d'énergie renouvelable. La "loi allemande sur les énergies renouvelables" et le rachat de l'électricité produite avaient fait exploser le développement du photovoltaïque et des éoliennes. La Chine a construit sa propre industrie photovoltaïque en investissant des milliards. "A Paris, de nombreux hommes politiques avaient compris que le CO2-Les technologies à faible consommation d'énergie pourraient devenir de plus en plus compétitives et de nouvelles industries pourraient voir le jour, avec des milliers de places de travail à la clé."
C'est l'une des principales raisons pour lesquelles 195 pays ont pu se mettre d'accord à Paris sur l'objectif de limiter le réchauffement climatique mondial à nettement moins de deux degrés Celsius par rapport à l'ère préindustrielle, a expliqué Schmidt plus tard dans un commentaire très remarqué publié dans "Nature Energy". En ce sens, l'innovation technologique est toujours un moteur des ambitions politiques.
Pour étayer davantage cette thèse, le groupe de Schmidt a étudié le discours politique du Bundestag allemand autour de la "transition énergétique". Les chercheurs ont soumis plus de 800 pages de textes issus de débats sur la politique énergétique entre 1983 et 2013 à une analyse de réseau de discours et ont pu montrer comment les argumentations des partis sur la transition énergétique ont évolué au fil du temps. La principale conclusion est la suivante : outre la sécurité de l'approvisionnement, l'efficacité des coûts et la réduction de l'impact sur l'environnement, le développement d'une industrie forte et compétitive pour les nouvelles technologies énergétiques faisait partie des arguments les plus importants dans le discours politique.
Schmidt est convaincu que ce constat recèle un potentiel pour combler les fossés politiques : "Plus les gouvernements comprennent qu'une taxe sur le CO2-Plus la politique énergétique pauvre en carbone crée de nouvelles opportunités économiques, plus ils sont prêts à augmenter leurs ambitions climatiques afin de procurer des avantages concurrentiels aux entreprises."
"Presque tous les partis ont désormais pris conscience de la situation : C'est maintenant la course aux cleantech".Tobias Schmidt
La Chine, le pays qui produit actuellement les plus grandes quantités annuelles de CO2-est, selon Schmidt, un bon exemple pour observer la rétroaction politique-technologique que son groupe a décrite dans plusieurs articles. Ces dernières années, le gouvernement central n'a cessé de durcir ses objectifs climatiques tout en permettant, grâce à des crédits bon marché, le développement de la plus grande industrie photovoltaïque du monde. Pékin a également annoncé son objectif de convertir entièrement le trafic routier à l'électromobilité à moyen terme et a stimulé la production de cellules de batteries par une promotion ciblée de différents systèmes. Et en septembre, la Chine a surpris le monde en annonçant son intention de décarboniser complètement son économie d'ici 2060.
Selon Schmidt, les objectifs ambitieux ne sont de loin pas seulement liés à un nouvel éveil de la conscience environnementale, mais aussi à la motivation de devenir une puissance industrielle de premier plan dans le secteur des cleantech. "Pékin procède très habilement dans la promotion des technologies et poursuit une "technology-smart policy", c'est-à-dire une politique qui promeut différentes technologies - en fonction de leur complexité, des courbes d'innovation et de l'évolution des prix - avec différents instruments politiques. En Europe, en revanche, le principe de l'arrosoir est souvent appliqué.
Le défi du stockage
En Suisse, la transition énergétique a été encouragée jusqu'à présent par une rétribution à prix coûtant du courant injecté (RPC) et des rétributions uniques pour les énergies renouvelables. A cela s'est ajouté un programme d'assainissement des bâtiments ainsi que la promotion de la recherche et de l'innovation. Malgré cela, la part des énergies renouvelables dans le mix électrique (sans l'énergie hydraulique) n'est actuellement que d'environ quatre pour cent. Selon la Confédération suisse, celle-ci devrait augmenter sensiblement dans les années à venir, afin de compenser à la fois la disparition de l'électricité nucléaire et les besoins supplémentaires en électricité liés à l'électrification de la mobilité.
Selon les experts, c'est le photovoltaïque qui présente le plus grand potentiel d'expansion en Suisse. Mais l'intégration de grandes quantités d'énergie solaire pose de nouvelles exigences au réseau de distribution d'électricité. Avec la plateforme de simulation "Nexus-e", des chercheurs de l'ETH simulent, avec le soutien de l'Office fédéral de l'énergie, comment un tel réseau devrait être conçu à l'avenir et quels facteurs politiques et économiques influencent sa mise en œuvre. "Le plus gros problème est que l'injection de courant doit correspondre à tout moment exactement à la consommation d'électricité", explique Gabriela Hug, responsable du projet Nexus-e et professeure au Power Systems Laboratory. "En raison de la dépendance du photovoltaïque aux conditions météorologiques, nous avons donc besoin de technologies qui permettent de stocker l'énergie à long terme et à moindre coût".
Le photovoltaïque fournit en effet beaucoup plus d'électricité en été qu'en hiver. Sans stockage saisonnier, il faudrait importer beaucoup plus d'électricité après l'arrêt des centrales nucléaires en hiver, lorsque la consommation d'électricité des ménages est la plus élevée. Les centrales hydroélectriques avec des lacs artificiels, comme il en existe déjà en Suisse, pourraient servir de stockage saisonnier ; éventuellement même là où les glaciers se retirent des vallées en raison du réchauffement climatique actuel. Ou "Power-to-X", c'est-à-dire la transformation de l'électricité en vecteurs énergétiques, dont l'hydrogène ou les carburants synthétiques comme le méthane.
Mais de telles technologies sont souvent encore peu développées et coûteuses. Les consommateurs d'électricité pourraient aussi devenir eux-mêmes des "batteries", en utilisant leurs voitures électriques et leurs machines à laver en fonction des besoins d'un réseau électrique stable. Les développements rapides des technologies de l'information et de la communication et la disponibilité croissante des données des utilisateurs ouvrent de nouvelles possibilités à cet égard. Mais les voitures et les machines à laver ne peuvent stocker l'énergie excédentaire que pendant une courte période et ne peuvent pas la sauver de l'été à l'hiver. C'est pourquoi Hug est convaincu qu'une bonne intégration de la Suisse dans le réseau électrique européen est essentielle pour un réseau stable avec une part élevée d'énergie renouvelable.
La technique de régulation constitue un autre défi : la production d'électricité via des machines synchrones, comme c'est le cas dans les centrales nucléaires, hydroélectriques et à charbon, laisse plus de temps pour compenser les différences à court terme entre l'alimentation et la consommation. En revanche, le photovoltaïque produit des changements de fréquence plus rapides, ce qui augmente le risque de coupures de courant. Là encore, le groupe de recherche de Hug cherche actuellement de nouvelles solutions.
Déplacements dans l'éventail politique
Tobias Schmidt est prudemment optimiste quant à la transition énergétique mondiale, malgré les défis techniques et la menace d'un revers en raison d'une récession économique due à un effet couronne. "Avec le traité climatique de Paris, une véritable course aux technologies énergétiques vertes a commencé il y a cinq ans. Même le retrait des États-Unis de l'accord par Donald Trump n'a rien pu y changer". Il reconnaît en outre des déplacements croissants dans le spectre politique - en Suisse également : "En 2018 encore, le PLR a rejeté la nouvelle loi sur le CO2-Schmidt rappelle que "la loi sur l'énergie a été rejetée par le Conseil national". Cet automne, le Parlement (à l'exception du groupe UDC) l'a adoptée en bloc. Pour Schmidt, cela montre que "presque tous les partis ont compris entre-temps : Il s'agit maintenant de la course aux cleantech !"
Ce texte est paru dans l'édition 20/04 du magazine de l'ETH. Globe est parue.
A propos de la personne
Gabriela Hug est professeure à l'Institut de transmission d'énergie électrique. Son domaine de spécialité est l'intégration des énergies renouvelables dans le réseau de distribution électrique existant. Elle s'entretient régulièrement avec des politiciens et des entrepreneurs sur cette thématique.
Tobias Schmidt est professeur assistant en politique énergétique au Département des sciences humaines, sociales et politiques et a d'abord étudié l'électrotechnique. Aujourd'hui, il conseille également des politiciens, des entrepreneurs et des organisations onusiennes sur les stratégies de transition énergétique.