La capacité photovoltaïque additionnelle contribue-t-elle à la décarbonation du mix électrique ?

Le think-tank France Territoire Solaire a publié les résultats d’une étude sur l’impact climat des capacités additionnelles solaires photovoltaïques en France à l’horizon 2030. « Ces derniers mois, nous avons pu constater une réapparition dans le débat public, d’une idée reçue selon laquelle accroître la production d’énergie solaire en France ne servirait à rien puisque notre mix électrique est déjà décarboné. Cette idée reçue a été ravivée, volontairement ou involontairement, par certaines affirmations récentes s’appuyant sur des données inexactes ou obsolètes », déclare Antoine Huard, le président de France Territoire Solaire. Avec cette étude, il a voulu apporter une réponse factuelle et précise à ces déclarations, et surtout démontrer que l’énergie solaire contribue effectivement à réduire l’empreinte carbone du système électrique, en France et en Europe.

L’étude et ses résultats

France Territoire Solaire a missionné les cabinets Artelys et I Care & Consult pour réaliser cette étude. Elle analyse l’impact que généreraient les 12,5 GW de différence de capacité photovoltaïque entre les options haute (54 GW solaires installés) et basse (41,5 GW installés) prévues par la Programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE) pour 2030 – partant du principe que la capacité de l’option basse sera effectivement installée.

Les cabinets ont utilisé l’outil de modélisation Artelys Crystal Super Grid pour étudier l’impact de cette capacité additionnelle de 12,5 GW sur le mix électrique en estimant l’équilibre offre-demande au pas de temps horaire sur une année et en prenant un compte l’ordre de préséance économique (ou « merit order », qui consiste à faire appel aux unités de production dans l’ordre croissant de leur coût marginal – le photovoltaïque étant considéré comme ayant un coût marginal quasi nul et étant appelé en premier) ainsi que l’ensemble des contraintes techniques s’appliquant aux différentes technologies (dont les interconnexions électriques).

Dans les conditions de demande d’électricité et d’offre de flexibilité du scénario de la PPE (avec 41,5 GW de solaire en 2030), les 12,5 GW de capacité photovoltaïque supplémentaire induisent une augmentation de la production annuelle solaire de 14,2 TWh.

48 % de ce volume photovoltaïque (6,8 TWh) se substitueraient à une production nucléaire – ce qui représente moins de 2 % de la production nucléaire française dans le scénario de référence (381 TWh), précisent les analystes.

Les 52 % restants du volume photovoltaïque (7,4 TWh) remplaceraient une partie de la production thermique en France (11 %) et en Europe (89 %). Plus précisément, cela engendrerait une baisse de la production des centrales thermique au gaz (8 %), une augmentation des exports nets, c’est-à-dire plus d’exports vers les voisins et moins d’imports (42 %) ainsi qu’une utilisation supplémentaire des STEP (2 %).

« Au total la production d’énergie décarbonée est augmentée de 7,4 TWh en France dans les conditions du scénario PPE », soulignent les analystes. « Cette hausse de la production d’électricité décarbonée pourrait être encore supérieure (jusqu’à atteindre les 14,2 TWh) si l’augmentation des capacités PV est accompagnée par un déploiement de flexibilités supplémentaires, sous forme de stockage d’électricité ou de conversion en hydrogène de cette électricité décarbonée, par une augmentation de la consommation par exemple pour la satisfaction de nouveaux usages dans la mobilité, l’industrie ou le bâtiment au-delà des objectifs donnés par la PPE ou par une réadaptation du plan de maintenance des centrales nucléaires. »

Sur le plan du poids CO2, comparant les émissions évitées et émises, ils arrivent à la conclusion suivante : la diminution des émissions de CO2 s’élève à « 238 gCO2 par kWh de production photovoltaïque supplémentaire au sein du système électrique, qui provient de 270 gCO2/kWh d’émissions évitées dans le système électrique français et européen, auxquelles sont retirés les 32 gCO2/kWh nécessaires pour fabriquer et installer les systèmes PV. »

Ainsi, en augmentant la capacité solaire installée en France de 12,5 GW générant 14,2 TWh annuellement, une économie de près de 3,4 millions de tonnes de CO2 par an en Europe à l’horizon 2030 pourrait être faite.

Établissant que la production photovoltaïque générée par la capacité comprise entre la fourchette basse et la fourchette haute de la PPE se substitue surtout à production thermique, le rapport de France Territoire Solaire montre bien que l’augmentation de la production solaire participe efficacement à la décarbonation du mix électrique.

« À l’heure où la crise sanitaire nous rappelle la nécessité d’être mieux préparés face aux crises à venir et notamment la crise climatique, il est plus que jamais indispensable d’éclairer la décision publique et le jugement des citoyens avec des faits avérés plutôt que des idées reçues. Oui, l’énergie solaire est aujourd’hui un atout incontournable dans la guerre face au changement climatique, partout dans le monde et y compris en France ! » conclut Antoine Huard.