Documenter les scénarios énergétiques de la demande du marché suisse

Contexte : le zéro net et la sécurité d’approvisionnement comme cadre

L’objectif zéro net pour 2050 est ancré en Suisse dans la Loi sur le climat et l’innovation. En août 2019, le Conseil fédéral a décidé de ramener les émissions de gaz à effet de serre à zéro net d’ici 2050 ; en 2023, le peuple suisse a approuvé cet objectif.

La loi fixe des objectifs intermédiaires pour 2040 ainsi que pour les périodes 2031–2040 et 2041–2050, et formule des valeurs indicatives pour les secteurs du bâtiment, des transports et de l’industrie. Les entreprises doivent atteindre leurs objectifs zéro net au plus tard en 2050, tandis que l’administration fédérale doit y parvenir dès 2040.

Les Perspectives énergétiques 2050+ de l’Office fédéral de l’énergie (OFEN) analysent, dans le scénario Zéro net (ZERO), une évolution du système énergétique compatible avec l’objectif climatique zéro net 2050, tout en garantissant un approvisionnement énergétique sûr.

En Suisse, les Perspectives énergétiques sont élaborées et actualisées périodiquement, pour la première fois après la crise pétrolière de 1973 dans le cadre de la Conception globale de l’énergie. La version de 2012 a servi de base à la Stratégie énergétique 2050 et à la Loi sur l’énergie, entrée en vigueur le 1er janvier 2018.

Jalons du zéro net et des Perspectives énergétiques

Ce que les Perspectives énergétiques 2050+ révèlent sur la demande

Le scénario ZERO examine plusieurs variantes. Elles se distinguent par un mix technologique différent et par un rythme de déploiement des énergies renouvelables distinct dans le secteur électrique.

L’image cible décrit un système énergétique futur sans énergies fossiles ni énergie nucléaire, offrant un approvisionnement sûr, propre, abordable et produit en grande partie en Suisse. Almut Kirchner, cheffe de projet, souligne que l’étude montre que la Suisse peut transformer son approvisionnement énergétique pour le rendre neutre en carbone d’ici 2050 ; les technologies nécessaires existent ou ont déjà fait la preuve de leur fonctionnement.

Les premiers résultats sont parus en novembre 2020 sous forme de rapport succinct et de synthèse. Au cours de l’année 2021 ont suivi des résultats détaillés par scénario sous forme de tableaux et divers approfondissements, puis en décembre 2021 la documentation complète avec le Rapport technique.

Les Perspectives énergétiques 2050+ ont été élaborées pour le compte de l’OFEN par un consortium composé de Prognos AG, TEP Energy GmbH, Infras AG et Ecoplan AG. Un groupe d’accompagnement externe, réunissant des offices fédéraux, des cantons, des villes, l’industrie énergétique, des associations économiques et environnementales, des syndicats et des organisations de protection des consommateurs, a suivi le projet.

Évolution de la demande : électrification et efficacité

Pour un approvisionnement énergétique neutre en CO2, les transports, le chauffage et l’industrie doivent être électrifiés. Ainsi, la demande d’électricité en Suisse passera des 56 térawattheures (TWh) annuels actuels à environ 75 TWh d’ici 2050 ; parallèlement, il faudra remplacer 23 TWh d’électricité provenant des centrales nucléaires suisses.

La chaleur et la mobilité basées sur l’électricité remplacent les combustibles fossiles et augmentent la demande d’électricité. Selon Prognos, la consommation d’énergie par habitant peut néanmoins être considérablement réduite, car les mesures d’efficacité diminuent l’utilisation globale d’énergie et les applications électriques sont plus efficaces que les solutions fossiles.

Les émissions de gaz à effet de serre résiduelles devront en outre être compensées par la capture et le stockage du CO2 afin de garantir la neutralité climatique d’ici 2050.

Demande d’électricité et besoins de remplacement d’ici 2050

La production d’électricité en contrepartie de la demande

Le 9 juin 2024, 69 % des Suisses ayant le droit de vote ont approuvé la Loi sur l’électricité. Dès lors, la Suisse devrait couvrir environ 60 % de ses besoins en électricité, soit 45 TWh par an, grâce à de nouvelles sources d’énergies renouvelables telles que le photovoltaïque, l’éolien ou la biomasse d’ici 2050.

Sur ces 45 TWh, environ 28 TWh proviendraient en moyenne d’installations photovoltaïques, 13 TWh d’éoliennes et le reste de la biomasse. La capacité des installations photovoltaïques devrait passer des 6,4 gigawatts (GW) actuels à environ 26,8 GW en 2050, ce qui correspond à un quadruplement ; la capacité des éoliennes devrait être multipliée par 80.

L’énergie éolienne est décisive pour la production d’électricité en hiver. Pour un approvisionnement électrique suisse rentable, les échanges commerciaux d’électricité avec l’étranger restent importants.

L’image cible des Perspectives énergétiques 2050+ prévoit 45 TWh par an issus de l’hydroélectricité et 33,6 TWh par an provenant de l’énergie solaire.

Contributions cibles des nouvelles énergies renouvelables en 2050 en TWh par an

Semestre hivernal : phase critique de l’approvisionnement

L’Association suisse des entreprises électriques (ASE) publie pour la première fois l’Indice ASE de l’approvisionnement électrique en Suisse. Relevé annuellement, il sert de système d’alerte précoce pour la sécurité d’approvisionnement ; l’indice s’élève à 82 points en 2035 et à 69 points en 2050.

L’indice met l’accent sur le semestre hivernal, période critique durant laquelle la Suisse fait face aux plus grands défis. L’énergie éolienne est décisive pour la production d’électricité en hiver.

Pour combler le déficit d’approvisionnement, l’ASE mentionne une réduction de la consommation d’électricité aux heures de pointe, davantage d’énergies renouvelables, l’exploitation à long terme des centrales nucléaires existantes, la flexibilité via le stockage, une production supplémentaire d’électricité, notamment issue de centrales à gaz, et le renforcement des réseaux.

Sans accord, les importations et exportations d’électricité transfrontalières resteront limitées ; l’objectif cible serait clairement manqué et la sécurité d’approvisionnement demeurerait critique. L’ASE réclame donc une production hivernale accrue issue des énergies renouvelables, le développement du réseau et un accord sur l’électricité.

Mesures de l’ASE pour combler le déficit hivernal

Coûts, investissements et dépendance aux importations

Un approvisionnement énergétique aussi entièrement national et renouvelable que possible nécessite des investissements accrus dans le renouvellement, la modernisation et le remplacement des infrastructures énergétiques existantes, des bâtiments, des installations, des appareils et des véhicules.

Avec l’objectif zéro net, ce besoin d’investissement augmente de 8 %. Parallèlement, les importations d’énergie diminuent fortement, réduisant ainsi la dépendance envers l’étranger.

Plus de la moitié des investissements annuels suisses dans les projets d’énergies renouvelables partent aujourd’hui en Europe ; seul un pour cent de ces investissements reste en Suisse.

Sources et traçabilité

Les résultats des Perspectives énergétiques 2050+ sont documentés publiquement : données détaillées par scénario sous forme de tableaux, approfondissements et Rapport technique de décembre 2021. S’y ajoutent des graphiques web interactifs sur la consommation d’énergie finale par secteur, sur la production d’électricité et sur les émissions de gaz à effet de serre, ainsi qu’une course graphique (« Bar Chart Race ») illustrant l’évolution des vecteurs énergétiques.

La modélisation a été réalisée à l’aide de modèles bottom-up du système énergétique développés par Prognos, INFRAS et TEP Energy. Ils représentent la demande et l’offre d’énergie par secteur de consommation, par usage, par parc de centrales et par production de chaleur à distance, en tenant compte des cycles d’investissement et de la durée de vie des biens d’investissement durables ; Prognos a réalisé la synthèse globale.

L’ASE déduit, pour chacun des quatre scénarios de l’étude « Avenir énergétique 2050 », la consommation d’énergie à partir des Perspectives énergétiques 2050+ de l’OFEN.

Limites des scénarios pour la demande du marché

Les scénarios ne sont pas des prévisions : ils reflètent des hypothèses concernant les technologies, les comportements et le rythme de déploiement. C’est en cela que diffèrent les variantes des Perspectives énergétiques 2050+.

Les technologies nécessaires existent ou ont démontré leur fonctionnalité et leur contribution potentielle à la solution. Elles devraient toutefois être introduites et mises en œuvre rapidement et largement au cours des 30 prochaines années.

On s’attend à ce que des gaz à effet de serre soient encore émis en 2050, par exemple lors de la production alimentaire ou de l’incinération des ordures ménagères. Ces émissions difficiles à éviter doivent être compensées par des procédés qui extraient le CO2 de l’atmosphère et le stockent de manière sûre.

L’indice ASE indique le degré d’approvisionnement attendu pour les années à venir. La capacité à combler le déficit dépendra de mesures telles qu’une production hivernale supplémentaire, le renforcement du réseau et la conclusion d’un accord sur l’électricité.