Comparatif des moyens de production d’électricité

Article du 9 mai 2011

Pour faire suite à l’annonce en janvier dernier d’un appel d’offre de 3000 MW pour un parc éolien offshore français réparti sur 5 zones et alimenter le débat sur le nucléaire suite à Fukushima, nous avons choisi de rappeler sur ce blog quelques repères sur les principaux moyens de production.

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Les différents moyens de production ont des profils très différents :

  • Une grande variété de puissance nominale existe entre les moyens de production à la puissance très importante comme le nucléaire qui, pour une centrale peut varier de 1800 à 5400 MW en France ou les centrales à flamme (charbon mais surtout Cycle Combiné Gaz et Fuel en France) qui délivrent jusqu’à 1000 MW, et le photovoltaïque dont le plus gros parc à Olmedilla en Espagne produit 60 MW en crète. L’innovation technologique permet d’améliorer sans cesse la capacité de ces moyens de production : la centrale de Chambery mise en service en 2005 a une capacité de 0,1 MW tandis que l’on prévoit une puissance en crète de 72 MW pour celle de Rovigo en Italie.

  • Si le nucléaire est toujours un moyen de production important et centralisé, les sources hydrauliques, thermiques fossiles et éoliennes peuvent être tantôt centralisées, tantôt réparties. Ainsi, en France, certaines installations hydrauliques ne délivrent que quelques MW pour servir la consommation locale tandis que le barrage de Grand’Maison peut délivrer jusque 1800 MW et alimente plusieurs centaines de milliers d’habitants. Il en est de même pour le photovoltaïque et l’éolien qui peuvent être considérés comme des moyens de production répartis lorsqu’ils sont exploités à l’unité par des particuliers et centralisés lorsqu’ils sont exploités par des professionnels, regroupés en parc.

  • La puissance nominale n’est que théorique. La puissance réellement délivrée dépend du facteur de charge. Autrement dit, le rapport entre l’énergie électrique effectivement produite sur une période donnée et l’énergie produite par un fonctionnement à la puissance nominale durant la même période. Selon RTE, en France, ce facteur est de 80% pour les centrales nucléaires et de 22% pour l’éolien. Pour le photovoltaïque, il peut varier de 6% en Allemagne à 16% en Californie. En effet, une centrale nucléaire n’est pas toujours active, elle doit être maintenue lors des arrêts de tranche. Pour le photovoltaïque et l’éolien, la production dépend grandement de facteurs météorologiques.

  • Ces caractéristiques amènent à classer les sources de production en capacité de pointe ou de base. Si la production d’une centrale thermique fossile peut être lancée ou arrêtée  rapidement, ce n’est pas le cas d’une centrale nucléaire. Ce qui explique, en France, l’utilisation du nucléaire en base et des centrales thermiques en pointe pour ajuster la production à la demande. L’éolien et le solaire ne sont pas réellement des moyens de base ou de pointe car leur production est très aléatoire. La France manque aujourd’hui de capacité de pointe, d’où les nombreux travaux sur des solutions d’effacement.

  • Les divers moyens de productions présentent des différences remarquables en terme d’émission de CO2 sur l’analyse de leur cycle de vie : si les centrales à flamme sont, sans surprise, les plus polluantes, le photovoltaïque est le second moyen le plus polluant car la fabrication et le recyclage des panneaux solaire est très gourmand en énergie. La pointe, essentiellement couverte par le thermique fossile, reste très polluante.

Chaque moyen de production présente avantages et inconvénients. L’objectif est donc d’optimiser le mix énergétique pour concilier les enjeux de coûts, d’indépendance énergétique, de souplesse de production, de maîtrise des risques et du respect de l’environnment. En France, le parc nucléaire produit les 3/4 de notre consommation et constitue un moyen de production compétitif, peu émetteur de CO2 et capable d’assurer nos besoins en production de base. Mais les dernières stratégies énergétiques cherchent à introduire une plus grande variété  dans ce mix. L’enjeu est de conserver notre indépendance énergétique tout en conciliant réponse aux objectifs du Grenelle de 23% d’énergies renouvelables à l’horizon 2020 et meilleure gestion des pointes.