Ruddy BLONBOU,
Maître de Conférences à l’Université de
L’énergie représente une « capacité » à modifier l’état d’un système : induire un mouvement, chauffer, refroidir, déformer…
Pour le citoyen, cette notion recouvre tous les aspects de la vie. Se déplacer, se nourrir, communiquer, s’éclairer, se rafraichir… nécessitent de l’énergie.
Plus spécifiquement, nous discuterons de la notion de vecteur d’énergie. Les vecteurs d’énergie se situent entre les sources d’énergie dites primaires et les besoins à satisfaire qui constituent la demande en énergie. Ils sont liés aux évolutions technologiques et au niveau de développement industriel du territoire.
Les situations peuvent donc être assez variées et complexes ; l’électricité par exemple peut être produite à partir du pétrole, du gaz, des sources radioactives (énergie nucléaire), du rayonnement solaire, du vent ou de la force animale. Idem du coté des besoins à satisfaire, par exemple le transport peut se faire grâce aux véhicules à moteur thermiques utilisant les carburants, mais aussi grâce à la force animale, à la force du vent (navigation à voile) ou encore grâce à l’électricité (véhicule électrique).
Toutes les sociétés humaines doivent donc se garantir un approvisionnement en énergie adapté à leurs besoins pour assurer leur pérennité.
Quelle est la situation énergétique de la Guadeloupe et quels sont dès lors, les défis qui s’y posent ?
La demande en énergie accompagne la croissance économiqueet démographique
En 2006, la consommation d’énergie finale de la Guadeloupe aura été de 4312 GWh, dont 31% d’électricité et 55.8% de carburants pour les transports (maritime et aérien inclus). Le reste, un peu plus de 13% regroupant le gaz en bouteille, l’énergie thermique captée par les chauffe-eau solaires et les autres usages énergétiques. Cela équivaut à 7600 GWh d’énergie primaire ; les hydrocarbures et le charbon ont représenté 90,3% de ce total et sont importés. Le reste (9,7%) a été fourni par des sources primaires d’énergies locales (la géothermie, la bagasse, le vent et le rayonnement solaire) qui sont transformées en électricité ou en chaleur.
Cette répartition reste d’actualité malgré des évolutions différenciées de la consommation des diverses sources primaires d’énergie. Ainsi la consommation d’électricité a augmenté de 11 % entre 2006 et 2010 : après avoir diminué en 2009 sous l’effet du brutal ralentissement de l’activité économique, la consommation d’électricité a fortement augmenté en 2010 de +6 % par rapport à 2009, s’élevant à 1788 GWh. La puissance de pointe maximale de consommation du réseau a atteint 235 MW.
Du coté de la consommation des carburants, la Guadeloupe continue la diésélisation de son parc automobile ; la baisse de 7% de la consommation du carburant sans plomb est associée à la hausse de 17% de la consommation du gazole routier entre 2006 et 2008. Les besoins en hydrocarbures sont assurés essentiellement par l’importation de produits raffinés. En 2008, le montant des importations de produits pétroliers raffinés s’élevait à presque 500 millions d’euros. Sur le site de la SARA, étendu sur 10ha, la Guadeloupe dispose d’une capacité de stockage de 103000m répartie dans 23 cuves. Ceci correspond à 20 jours d’autonomie et reste donc inférieur aux 73 jours de stocks stratégiques préconisés.
Un niveau de vie relativement élevé et sensible à l’accès à l’énergie.
La Guadeloupe a été durant la décennie 1990, la région française qui a connu la plus forte croissancepar habitant, atteignant 55,9% du PIB par habitant français en 2000. Après la Martinique, l’IDH3 de la Guadeloupe est le plus élevé de la zone Caraïbes avec un niveau de 0,826 en 2009 ; les départements français d’Amérique appartiennent à la zone « développement humain très élevé » (IDH ≥ 0,785).
L’énergie occupe une place importante dans les dépenses
En 2011, la hausse des prix a été de 1,8%, un accroissement relativement limité en comparaison avec le chiffre de la France entière (+2,5%). Les produits pétroliers ont connu une hausse importante, +19,3% en glissement annuel. Les tarifs des services affichent par ailleurs une augmentation plus soutenue que l’année précédente (+3,8 %), conséquence de l’élévation de 11,6% du prix des transports et des communications tous deux liés au coût de l’énergie. L’énergie représente 10% des dépenses des ménages et contribue pour plus de la moitié à la hausse des prix ; hors énergie les prix ont augmenté de 0,8% sur un an.
Etat des lieux de notre potentiel énergétique
La Guadeloupe dispose d’un fort potentiel énergétique endogène et l’actuel niveau de sa dépendance énergétique (90%) a évidemment conduit à se tourner vers ses sources locales d’énergies primaires. Ces sources locales d’énergies ont en plus le mérite d’être renouvelables. Toutefois ces ressources ne peuvent aujourd’hui contribuer qu’à la production d’électricité et, dans une moindre mesure, de chaleur.
La collectivité régionale a adopté, en janvier 2008, un plan énergétique régional pluriannuel pour la prospection et l’exploitation des énergies renouvelables (le PRERURE). L’objectif fixé est d’atteindre 50% d’énergies renouvelables dans la production totale d’énergie finale en 2020.
Pour les transports
Bio-carburants ?
Les énergies locales ne peuvent pas encore contribuer ostensiblement à la demande liée au transport. Même si l’éthanol produit à partir de la canne à sucre pourrait contribuer, faiblement, à satisfaire une partie de la demande. Une étude Région Guadeloupe – ADEME publiée en 2008 montre que la valorisation des surplus de mélasse peut permettre de produire environ 4000 tonnes d’alcool pur par an. Cet éthanol pourrait se substituer à 3% de la consommation de super sans plomb. Cette filière pourrait s’appuyer sur les installations industrielles existantes moyennant un investissement évalué à 3 millions d’euros. La production de bioéthanol se fera en plus des productions traditionnelles (sucre, Rhums). Toutefois, l’étude révèle aussi qu’il faudra faire face à un déficit d’exploitation qui dépendra du prix de vente du super sans plomb. Au prix actuel, ce déficit devrait être inférieur à un million d’euro (estimation réalisée pour un prix de l’essence autour de 1,40 euros).
Attention aux véhicules électriques !
L’analyse de la chaine complète de conversion montre que l’utilisation des véhicules électriques ne présente un intérêt à la fois écologique et économique, qu’à partir du moment où les sources primaires utilisées dans la production d’électricité ne proviennent pas des sources d’énergie fossiles. En effet, il vaut mieux bruler le carburant dans un moteur conçu et optimisé pour l’automobile que de stocker puis consommer des KWh issus du réseau de distribution d’électricité lorsque celle ci est produite à 90% à partir de fioul et de charbon. Dans ces conditions, le bilan carbone du véhicule électrique sera supérieur à celui d’un diesel dernière génération ! En Guadeloupe où la production d’électricité émet 759 g CO2 / kWh, ce bilan serait plus que mitigé. Afficher 0 g CO2 / km pour un véhicule électrique en Guadeloupe (comme dans beaucoup d’autres pays d’ailleurs !) est un mensonge éhonté !
Pour l’instant, la solution la plus « durable » pourrait résider dans l’utilisation de motorisations hybrides. En effet, le véhicule hybride optimise sa consommation de carburant en produisant et stockant sa propre électricité. La consommation de certains modèles déjà sur le marché tombe ainsi à moins de 4 l/ 100 km avec des émissions inférieures à 100 g CO2 / km. Attention là aussi, ce bilan est très sensible à la typologie des routes ; une étude complète devrait être menée pour évaluer l’efficacité « in situ » des véhicules hybrides sur les routes montagneuses et sinueuses de Guadeloupe.
La production endogène d’électricité
Grâce au potentiel énergétique naturel de la Guadeloupe, la production nette d’électricité issue des énergies locales a progressé de 30% depuis 2000. En 2010, elle est à l’origine de 8,6% de la production totale. Le territoire peut s’appuyer à la fois sur les énergies intermittentes (éolien, hydraulique, photovoltaïque) et les énergies garanties (biomasse et géothermie).
L’éolien
Premier territoire d’outre-mer à s’équiper d’un parc éolien (La Désirade 1999), on recense aujourd’hui 12 fermes éoliennes en Guadeloupe. L’énergie électrique produite représente 2,4% de la production électrique totale.
Le photovoltaïque
L’énergie photovoltaïque raccordée au réseau électrique produit l’équivalent de 1% de la production électrique totale. Jusqu’en 2011, un tarif de rachat très attractif a provoqué une inflation des projets photovoltaïques tant au niveau de leur nombre que de leur taille. A ce jour, la plus grosse ferme photovoltaïque installée au sol a une puissance de l’ordre de 3MW. Cela a même conduit à un encombrement au niveau de la file d’attente pour le raccordement des centrales au réseau électrique.
Depuis 2011, de nouvelles conditions s’appliquent pour le raccordement et pour le tarif de rachat de l’énergie produite. Cela a stoppé net une partie de l’activité du secteur qui du coup est contraint à se restructurer pour proposer des offres avec stockage de l’énergie, en accord avec le nouvel appel d’offres.
Production nette (GWh) | Contribution dans la production totale (%) | |||
---|---|---|---|---|
TOTAL | 1219,9 | 1723,5 | 100% | ¨100% |
Année | 2000 | 2010 | 2000 | 2010 |
Photovoltaïque connecté au réseau | 0 | 17,3 | 0% | 1% |
Hydraulique | 10.1 | 15.5 | 0.8% | 0.9% |
Éolien | 8.7 | 41 | 0.7% | 2.4% |
Géothermie | 21.4 | 14.6 | 1.8% | 0.8% |
Bagasse-CTM | 75.5 | 60.4 | 6.2% | 3.5% |
Charbon-CTM | 340 | 275 | 27.9% | 16% |
Fossile | 764.2 | 1299.7 | 62.6% | 75.4% |
Le solaire thermique
Le solaire thermique est également présent sur le territoire, puisque 27264 chauffe-eau solaires ont été installés. Ils permettent de réaliser une économie d’énergie estimée à 20 GWh en 2010.
L’énergie hydraulique
L’énergie hydraulique contribue elle aussi à environ 1 % de la production totale d’électricité. L’essentiel du potentiel est aujourd’hui exploité. La présence du parc naturel national sur le territoire limite en effet les possibilités de nouvelles installations.
La biomasse
La bagasse est valorisée énergétiquement à la Centrale Thermique du Moule où elle est brulée en substitution au charbon, lorsqu’elle est disponible. L’énergie produite contribue à hauteur de 3,5% de la production totale d’électricité. D’autres initiatives sont en cours pour augmenter la quotepart de la biomasse dans le mix énergétique Guadeloupéen. C’est le cas du projet CANN’ELEC, dont l’objectif est de développer une filière de production de canne à sucre fibreuse spécifiquement destinée à être brulée dans les chaudières pour la production d’électricité.
La géothermie à Bouillante
La centrale géothermique de Bouillante est la seule centrale géothermique productrice d’électricité de France. Son histoire commence dans les années 60 par des forages d’exploration ; c’est le BRGM qui conduit les recherches. En 1984, l’installation d’une unité de production de 5 MW (Bouillante 1) a été décidée sur la base d’un forage d’une profondeur de 350 m. A partir de ce puits unique, EDF fit fonctionner la centrale de Bouillante 1 de 1986 à 1992, avant qu’elle ne soit réhabilitée en 1995 par Géothermie Bouillante (avec le concours de l’ADEME, de la Communauté européenne et de la Région Guadeloupe).
Proches du site de Bouillante 1, trois nouveaux puits de production d’environ 1000m ont été mis en service en 2001. Une nouvelle unité de production est construite en 2003 (Bouillante 2) apporte 11 MW supplémentaires dès 2004. Ce projet a bénéficié du concours de la Compagnie Française de Géothermie (groupe BRGM) et du soutien de l’ADEME, du Conseil régional de Guadeloupe et de l’Union européenne. Le coût des travaux s’est élevé à 34,2 M€, soit un peu moins de 2700 € /kW installé. Aujourd’hui, la société Géothermie Bouillante qui exploite le site est une filiale à 60% du BRGM et à 40% d’EDF.
L’exploitation de la géothermie à Bouillante pourrait permettre de produire jusqu’à 120 GWh par an, soit 7%, à elle seule des besoins annuels en électricité de l’île. Des difficultés rencontrées tout au long de l’exploitation et particulièrement en 2010 ont réduit la production d’électricité à 14,6 GWh contre 49,5 en 2009, soit 0,8% des besoins annuels en électricité. Depuis, la situation reste précaire pour cette source locale d’énergie. Le fait que la centrale soit située en pleine agglomération n’arrange évidemment pas la situation ; son exploitation génère des nuisances dont certaines sont difficilement supportables pour les riverains.
Technologie | Coût d’installation (€/kW installé) |
---|---|
Géothermie | 2700 |
Eolien non garanti | 1300 |
Photovoltaïque non garanti | 2000-3000 |
Batterie Lithium-Ion | 500-2000 |
Batterie Sodium-Soufre | 1800 |
Les défis de l’intégration des énergies renouvelables
La production énergétique endogène s’appuie pour l’essentiel sur un seul vecteur d’énergie, l’électricité. La quasi-totalité de cette production passe par le réseau électrique pour atteindre les consommateurs. Les installations en site isolé (autonome par rapport au réseau électrique) sont peu nombreuses.
A l’instar de la plupart des réseaux électriques, il n’existe pas sur le réseau Guadeloupéen de dispositif de stockage d’une taille significative ; l’électricité produite doit donc être consommée instantanément. L’ajustement entre la production et la consommation demande une coordination en temps réel par le gestionnaire du réseau.
Pour les Zones Non Interconnectées (ZNI), les modalités d’ouverture du marché européen de l’énergie ont été adaptées grâce àune dérogation prévue dans la directive européenne du 26 juin 2003 pour les réseaux isolés. Les activités de gestion du réseau et les activités commerciales peuvent être réalisées par la même entité. Ainsi en Corse, dans les DOM et les COM, les missions de service public de l’électricité sont assurées par EDF au travers de sa filiale EDF Systèmes Energétiques Insulaires (EDF SEI). Seules la production et la commercialisation d’électricité sont ouvertes à la concurrence.
EDF SEI doit donc acheter l’ensemble de l’électricité produite sur le territoire, sous le contrôle de la commission de régulation de l’énergie (CRE), gérer en continu l’équilibre entre l’offre et la demande et assurer le transport de l’électricité ainsi que l’alimentation de tous les clients. La péréquation tarifaire permet des tarifs réglementés de vente de l’électricité pour les particuliers, identiques sur tout le territoire français y compris les ZNI.
Dans les ZNI, les coûts de production de l’électricité sont souvent supérieurs à ceux de la France continentale. En conséquence, le principe de péréquation tarifaire ne permet pas de rémunérer suffisamment les producteurs. Une compensation est donc prévue ; calculée par la CRE, elle est financée grâce à la CSPE (Contribution de Service Public de l’Électricité).
Quantifier les bénéfices tirés de l’installation de centrales de production éoliennes et photovoltaïques reste difficile car ces ressources sont fluctuantes et un simple bilan basé sur l’énergie produite ne suffit pas à éclairer la situation. Comme nous l’avons déjà mentionné, à chaque instant, l’offre d’électricité doit correspondre à la demande. Les centrales photovoltaïques et éoliennes produisent de l’électricité au fil du soleil et du vent respectivement ; le passage d’un nuage ou d’une bourrasque a un effet immédiat sur la puissance électrique fournie et ce de manière quasi-imprévisible.
Dans la situation actuelle, l’électricité en provenance des centrales solaires et éoliennes est injectée sur le réseau électrique et EDF SEI assure le maintien de l’équilibre offre-demande à l’aide des moyens de production traditionnels, moteurs diésels ou turbine à combustion, en fonction de leur flexibilité. Cela a une influence, plutôt négative, sur les coûts d’exploitation du réseau électrique. Ajoutons à cela la faible inertie électrique des unités de production intermittentes qui ne leur permet pas de participer à la sécurité du système électrique.
Moyen de production | Disponibilité (Heures) | coût de production (€/MWh) |
---|---|---|
Diesel | 5 000 | 120-180 |
Charbon | 8 000 | 80-120 |
Bagasse | 4 000 | 20-40 |
Turbine à combustion | 1 000 | 150-200 |
Géothermie | up to 8 000 | 80 |
Eolien non garanti | 2 200 | 110 |
Photovoltaïque non garanti | 1 500 | 400-550 |
Eolien garanti | - | 250-330 |
Photovoltaïque garanti | - | 530-720 |
Les réseaux insulaires ont une fragilité structurelle liée à leur petite taille : un court-circuit sur un ouvrage haute tension engendre un creux de tension sur toute l’île. La perte d’une unité de production dans un système électrique insulaire engendre des variations importantes de la fréquence du réseau. De même les unités de production doivent avoir une bonne tolérance aux creux de tension et aux baisses de fréquence pour éviter qu’elles ne se déconnectent, ce qui entrainerait l’aggravation de la perturbation. Il est donc indispensable d’avoir, dans un réseau insulaire intégrant de la production éolienne et photovoltaïque, des unités de production thermiques ou hydrauliques suffisamment flexibles pour compenser les variations des sources aléatoires.
Puissances installées en éolien et photovoltaïque (en MW) en Septembre 2011 | ||||
---|---|---|---|---|
Région | Guadeloupe | Martinique | Réunion | Corse |
Eolienne | 26 | 1 | 15 | 18 |
Photovoltaïque raccordé au 30/09/11 | 41 | 46 | 123 | 44 |
Taux d’insertion des énergies intermittentes estimée par EDF-SEI | 25% | 19% | 32% | 19% |
Cela conduit à limiter le taux d’insertion des énergies non garanties à 30% de la puissance appelée (demande instantanée d’électricité). Des procédures de déconnexion des installations de production non garantie sont d’ores et déjà prévues car la situation en Guadeloupe approche de cette limite.
La géothermie, énergie exemplaire
De son coté, la géothermie apporte une puissance garantie, le gestionnaire du réseau n’a pas besoin de garder en réserve d’autres moyens de production de puissance équivalente en permanence.
La disponibilité de la production pourrait monter à 8000 heures par an en réduisant les arrêts dus aux divers problèmes techniques et aux conflits liés aux nuisances que subit le voisinage de l’usine. Les intérêts de la filière géothermique sont nombreux :
• Un fort taux de disponibilité ; la centrale pourrait fonctionner quasiment toute l’année et de manière prévisible.
• L’absence de rejets atmosphériques. Bien qu’aujourd’hui, sur Bouillante 1 et 2, le fluide géothermique est rejeté à la mer après refroidissement.
• Un coût de production plus faible que les filières classiques : le kWh d’électricité produit par la filière géothermique est vendu à EDF 10 c€ (+ jusqu’à 3c€ de prime à l’efficacité énergétique), alors que le prix de revient du kWh électrique issu des filières classiques est de l’ordre de 14 c€.
• Un effacement total de la consommation d’hydrocarbures ; une centrale géothermique remplace intégralement une centrale thermique classique de puissance équivalente.
• Il existe une possibilité d’extension de la centrale; une nouvelle tranche, Bouillante 3, pourrait ajouter une puissance allant de 10 à 30 MW. Il n’y a pas encore de calendrier pour la réalisation. Les contraintes environnementales qui sont aujourd’hui plus fortes, obligeront Bouillante 3 à réinjecter le fluide géothermique dans le réservoir souterrain plutôt que dans la mer.
L’avenir, durable ?
La Guadeloupe devra améliorer son autonomie énergétique ; l’enjeu est d’augmenter la part de l’énergie produite à partir de ressources locales dans la consommation totale d’énergie. L’électricité sera le principal vecteur d’énergie pour atteindre cet objectif.
Le territoire dispose des ressources énergétiques naturelles susceptibles d’assurer une part importante de sa consommation. Un certain nombre de recommandations ont déjà été énoncées lors de l’élaboration du PRERURE en 2008 ou des états-Généraux de l’outre-mer en 2009. Depuis, certaines actions ont déjà été lancées :
Dans le bon sens…
Les nouveaux appels d’offres pour l’éolien et le photovoltaïque rendent obligatoire la prévision de la production et l’adjonction de dispositifs de stockage d’énergie pour limiter les effets néfastes de l’intégration de ces ressources dans le mix énergétique.
Des travaux de recherches, menés dans le cadre de partenariats initiés par le pôle de compétitivité Synergîle, entre l’UAG (Université des Antilles et de la Guyane) et les entreprises du secteur contribuent au développement d’outils pour la prévision et la gestion optimale de l’électricité photovoltaïque ou éolienne.
Un travail de recherche sur l’exploration du potentiel des énergies marines a démarré, là encore, autour d’une collaboration UAG-entreprises. La situation géographique de la Guadeloupe justifie en effet que l’on s’intéresse à l’exploitation des ressources énergétiques marines.
L’offre de formation d’excellence sur le territoire va s’étoffer avec l’ouverture prévue en septembre 2013, d’une formation d’ingénieur en Génie des Systèmes Energétiques à l’UAG.
Peut mieux faire !
D’autres initiatives sont à renouveler. Il a été souligné à de nombreuses reprises qu’il était important de rendre prioritaire les actions visant l’exploitation des énergies locales garanties ; la géothermie et la biomasse. Ces ressources sont précieuses car elles se substituent intégralement à une centrale thermique et effacent ainsi la consommation d’hydrocarbures associée. De plus, les coûts de production sont inférieurs à ceux des filières thermiques traditionnelles.
Il apparaît que la filière géothermique a du mal à pérenniser son activité et reste encore sous exploitée alors que ses caractéristiques en font une source locale d’énergie compétitive vis-à-vis du pétrole. D’ailleurs, depuis février 2012, la centrale de Bouillante est à l’arrêt suite à un conflit social…
Il existe aussi des raisons structurelles qui expliquent la sous-performance de la filière géothermique. Le tissu industriel français manque d’acteurs et d’expérience pour l’exploitation efficace de la ressource. Dans ce contexte, la Guadeloupe est idéalement placée pour devenir le centre d’excellence national sur la géothermie alliant la formation d’ingénieurs et de techniciens avec le développement de solutions opérationnelles pour l’exploitation de la ressource. Le B.R.G.M est à l’origine d’une initiative qui semble se diriger dans ce sens.
Pour la filière biomasse, elle aussi proposant une énergie garantie, le challenge sera dans un premier temps d’améliorer l’approvisionnement en bagasse pour alimenter les chaudières de la C.T.M. Actuellement, la disponibilité de la bagasse est faible (1244 h/an) car l’utilisation de la ressource n’a lieu que durant la campagne sucrière.
Enfin, les initiatives en matière de maîtrise de la demande (M.D.E) doivent se poursuivre. Ce sujet n’a pas été traité dans cet article mais la M.D.E reste un élément incontournable de toute politique énergétique. Pour autant, il ne faut pas édulcorer les enjeux ! Les besoins en énergie ne diminueront pas de manière significative uniquement grâce aux mesures de maitrise de la demande, tout juste arriverons-nous à en freiner la croissance.
Quelques références :
• http://www.iedom.fr/guadeloupe/publications/rapports-annuels/
• http://www.insee.fr/fr/insee_regions/guadeloupe/
• http://www.academie-technologies.fr/
o Prospective sur l’énergie au XXIème siècle. Communication à l’académie des technologies. 0ctobre 2008
• h t t p : / / w w w . d e v e l o p p e m e n t -durable.gouv.fr/IMG/pdf/ppi_elec_2009.pdf
o Programmation pluriannuelle des investissements de production d’électricité ; Période 2009 – 2020. Rapport au Parlement
• http://www.guadeloupe-energie.gp/thematiques/le-prerure