La sortie du nucléaire en Allemagne entraîne-t-elle une hausse des émissions de CO2 ?

Soutenue par les gouvernements successifs, la sortie du nucléaire est engagée en Allemagne depuis le début des années 2000, et doit se conclure en 2022, date prévue de l’arrêt de la dernière centrale. La fermeture de ces centrales nucléaires entraîne-t-elle une hausse des émissions de CO2 du secteur électrique allemand en favorisant un retour au charbon ?

Soutenue par les gouvernements successifs, la sortie du nucléaire est engagée en Allemagne depuis le début des années 2000, et doit se conclure en 2022, date prévue de l’arrêt de la dernière centrale. La fermeture de ces centrales nucléaires entraîne-t-elle une hausse des émissions de CO2 du secteur électrique allemand en favorisant un retour au charbon ?

En Allemagne, les émissions de CO2 du secteur électrique sont globalement en diminution depuis 35 ans.

Si ce pays a bien connu une hausse de l’utilisation du charbon entre 2009 et 2013, la fermeture de centrales nucléaires n’en est pas la cause. L’explication vient plutôt d’une forte baisse du cours mondial du charbon couplée à un effondrement du prix du CO2 sur le marché européen, qui a entraîné dans de nombreux pays européens un nouvel attrait pour cette énergie au détriment du gaz. En 2014, la consommation de charbon a pourtant de nouveau diminué en Allemagne.

La production nucléaire allemande a chuté de 40 % depuis 2006, alors que les exportations d’électricité ont augmenté. L’essor des énergies renouvelables électriques, éolien et photovoltaïque en tête, rend possible cette transition et assure une diminution des émissions de gaz à effet de serre. En parallèle, l’Allemagne a su, depuis plus de 10 ans, maintenir stable sa consommation d’électricité, notamment grâce à la généralisation d’appareils électriques domestiques efficaces.

Les efforts doivent être poursuivis, aussi bien dans l’installation d’énergies renouvelables que dans l’efficacité énergétique, pour que l’Allemagne puisse continuer à diminuer ses émissions de gaz à effet de serre et rester sur la trajectoire ambitieuse qu’elle s’est fixée : un mix électrique composé d’au moins 80 % d’énergie renouvelable en 2050, après une première étape à 50 % en 2030.

L’Energiewende, la transition énergétique en Allemagne, a démarré il y a déjà plusieurs décennies. Principalement médiatisée par la fermeture de centrales nucléaires et la forte croissance du parc éolien et photovoltaïque, cette mutation concerne en fait l’ensemble des secteurs de consommation et de production d’énergie. Les énergies renouvelables ne se développent pas que dans la production d’électricité : elles sont également de plus en plus fréquentes dans le chauffage des logements, des bureaux et des équipements publics.

L’effort porte également sur la maîtrise des consommations d’énergie. Un mélange d’incitations et de réglementations permet une réduction des consommations d’électricité et de chauffage dans de nombreux bâtiments, neufs comme anciens.

Les actions à mettre en œuvre ne manquent pas, notamment dans le secteur des transports qui, comme souvent, demeure le parent pauvre des politiques énergétiques. Mais l’Energiewende porte déjà ses fruits. Les émissions totales de CO2 (pas uniquement du secteur électrique) ont diminué de plus de 25 % depuis 1990, et l’objectif est de réduire de plus de 80 % l’ensemble des émissions de gaz à effet de serre à l’horizon 2050.

14-1_emissions_co2_allemagneFigure 1 : Évolution des émissions de gaz à effet de serre en Allemagne entre 1990 et 2015 (en MteqCO2)
Source : Umweltbundesamt (Agence fédérale de l’environnement)
14-2_objectifs-energetique-climatique_allemagne Figure 2 : Objectifs énergétique et climatique généraux du gouvernement allemand, à court et à long terme – Source : BMU1

Au-delà de ce regard d’ensemble sur les émissions de CO2 en Allemagne, l’impact de la fermeture des centrales nucléaires sur ces émissions de gaz à effet de serre est à regarder de près. C’est en effet sur ce point que se concentrent les critiques autour de la transition énergétique allemande, avec une question clé : la sortie du nucléaire entraîne-t-elle un recours accru au charbon et au lignite ?

Production et consommation d’électricité : quelles évolutions depuis 1990 ?

Entre 1990 et 2014, la production brute d’électricité en Allemagne a augmenté de 14 % (+ 75 TWh). Deux facteurs expliquent cette hausse : la nécessité de satisfaire des besoins plus élevés et l’accroissement des exportations d’électricité.

Évolution de la consommation d’électricité

La consommation finale d’électricité est passée de 455 TWh en 1990 à 515 TWh en 2013. L’augmentation a été presque continue entre 1993 et 2004, avant que le niveau de consommation d’électricité connaisse une relative stabilité (excepté en 2009, année de « crise économique »), oscillant autour de 520 TWh.

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Figure 3 : Évolution de la consommation d’électricité en Allemagne, par secteur – Source : AGEB

La dynamique d’évolution observée est à peu près la même dans les secteurs du bâtiment et de l’industrie, le secteur des transports ne représentant qu’une faible part de la consommation d’électricité. Après une période d’augmentation, les consommations d’électricité ont donc pu être stabilisées depuis une dizaine d’années. Cette tendance est depuis observée dans de nombreux autres pays européens, dont la France, où l’on note depuis 2011 une stagnation des consommations d’électricité.

Évolution des importations et exportations d’électricité

Entre 1990 et 2002, le solde exportateur d’électricité de l’Allemagne est resté proche de 0. Il a ensuite connu une forte hausse, nettement accentuée depuis 2011 ; ses pays voisins importent de plus en plus d’électricité.

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Figure 4 : Évolution des importations et exportations d’électricité en Allemagne – Source : Umweltbundesamt (Agence fédérale de l’environnement)

C’est en particulier vrai pour la France : depuis une dizaine d’années, l’Allemagne exporte plus d’électricité vers l’Hexagone qu’elle n’en importe.

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Figure 5 : Solde exportateur d’électricité de l’Allemagne vers la France – Source : RTE, Agora Energiewende

Ces exportations d’électricité sont rendues possibles grâce à la surcapacité de production dans laquelle se trouve l’Allemagne, une situation que l’on retrouve dans de nombreux autres pays européens. Alors que la consommation d’électricité stagne en Europe, de nouvelles installations de production – notamment renouvelables – sont inaugurées chaque année, sans que les anciennes centrales, plus polluantes, ne soient fermées à un rythme équivalent. Dans ce contexte de surcapacité, les centrales thermiques qui ont les coûts de production les plus faibles sont appelées en priorité. Profitant de coûts marginaux plus bas, l’Allemagne peut exporter plus facilement ses excédents d’électricité.

Énergies fossiles et nucléaire

On observe une diminution conjointe du recours aux énergies fossiles et nucléaire dans la production d’électricité allemande sur la période 1990-2014 comme sur la sous-période 2006-2014 (période où la production nucléaire a fortement chuté). Les énergies fossiles n’ont donc pas eu à compenser le déclin de la production nucléaire, comme le montre le tableau ci-dessous.

14-t2_evolution_source-production-electricite-allemagne Tableau 1 : Évolution des sources de production d’électricité, hors énergie renouvelables, en Allemagne – Source : BMW
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Figure 6 : Évolution des sources fossiles et nucléaire d’énergie dans la production brute d’électricité – Source : BMWi

Seul bémol à cette observation : depuis 5 ans, le charbon et le lignite ont connu un regain de consommation. Les causes de cette hausse, qui semble n’être que passagère, ont depuis été bien étudiées, et sont détaillées ci-dessous.

Les énergies renouvelables électriques

Pour permettre une baisse concomitante des consommations d’énergies fossiles et nucléaire, l’Allemagne a su maintenir depuis 2004 une consommation relativement stable d’électricité. Elle a surtout fait le choix de développer massivement les énergies renouvelables électriques. Composées uniquement d’énergie hydraulique en 1990, elles ont connu depuis un essor considérable. En 25 ans, leur production a bondi de 650 %. Entre 2006 et 2014, elle a plus que doublé, passant de 72 à 161 TWh. Cette hausse a été largement supérieure à la baisse de l’électricité d’origine nucléaire sur la même période (-70 TWh), ce qui explique la baisse également constatée sur les énergies fossiles.14-7-enr

Figure 7 : Évolution de la production d’électricité d’origine renouvelable, par source d’énergie – Source : BMWi

La forte augmentation des renouvelables, couplée à la diminution des énergies fossiles, a entraîné  une baisse d’environ 16 % des émissions de CO2 du secteur de la production électrique entre 1990 et 2014. Le graphique ci-dessous montre la répartition de ces émissions par source d’énergie.

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Figure 8 : Émissions de CO2 du secteur électrique allemand, par source d’énergie – Source : Umweltbundesamt (Agence fédérale de l’environnement)

Grâce à ces évolutions, le contenu moyen en CO2 du kWh électrique2 est passé de 761g de CO2/kWh en 1990 à 569g/kWh en 2014, soit une diminution de 25 %.

Un recours accru – mais passager – au charbon entre 2009 et 2013

La production d’électricité à partir d’énergies fossiles (lignite, charbon, gaz, pétrole) a diminué entre 2006 et 2014, période pendant laquelle la production nucléaire chutait de plus de 40 %. Cependant, la production à partir de charbon et de lignite a augmenté en 2010, 2012 et 2013 (après une forte baisse en 2009). Cette évolution à la hausse a connu une forte médiatisation, certains commentateurs ayant profité de l’occasion pour fustiger la politique énergétique allemande.

Ce recours accru au charbon s’observe en fait dans de nombreux pays européens et s’explique par l’évolution du contexte énergétique international. L’évolution de la consommation de charbon en Chine et aux États-Unis et de la production en Australie, en Afrique du Sud et en Colombie a entraîné une chute du cours de cette énergie fossile sur le marché mondial de l’énergie. Devenue plus compétitive, elle a été privilégiée, bien qu’elle soit plus polluante, dans plusieurs pays européens, au détriment du gaz.

Ce basculement vers le charbon a été facilité en Europe par l’effondrement du prix du CO2 sur le marché européen du carbone. Alors qu’il était évalué à 18 € la tonne début 2011, son cours a chuté jusqu’à 3 € la tonne en 2013.

Cette tendance générale est observée dans différents pays : la production d’électricité à partir de gaz diminue entre 2010 et 2014, alors que celle issue du charbon augmente sur la période 2011-2013 (voir figure 9). En 2014, la forte baisse des cours du gaz a réinversé cette tendance, et l’utilisation du charbon a de nouveau diminué.

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Figure 9 : Évolution des consommations de gaz et de charbon (dont lignite) dans la production d’électricité en Allemagne, en France, au Royaume-Uni et dans la péninsule ibérique – Sources : BMWi (Allemagne), RTE (France), DECC (Royaume-Uni), REE (Espagne+Portugal)

Quelles perspectives pour la suite ?

Les émissions de CO2 du secteur électrique allemand sont en baisse depuis 25 ans. La fermeture des centrales nucléaires est compensée par la hausse de la production renouvelable, et la hausse de production à partir de charbon et de lignite n’a été que passagère.

L’Allemagne présente néanmoins un contenu moyen en CO2 du kWh électrique qui se situe dans la fourchette haute des pays européens. Bénéficiant de ressources en lignite quand d’autres peuvent davantage avoir recours à l’énergie hydraulique (Suisse, Norvège), elle a historiquement privilégié ses ressources fossiles. Mais la transition vers les énergies renouvelables, entamée il y a plus de quinze ans, est solidement ancrée et partagée par la population3. La feuille de route allemande est claire. En 2050, c’est un mix électrique comportant au moins 80 % d’énergie renouvelable qui est visé (au moins 50 % en 2030). Des mécanismes financiers complémentaires (contribution climat-énergie nationale ou européenne, …) seront sans doute nécessaires pour favoriser encore davantage le développement des énergies renouvelables et atteindre ainsi cet ambitieux objectif.

Pour pouvoir fermer l’ensemble de ses centrales nucléaires et réduire ses émissions de gaz à effet de serre, l’Allemagne doit réduire encore davantage ses consommations. Elle fait déjà figure d’exemple dans certains domaines, comme en témoigne la pénétration importante des appareils électriques domestiques économes4. Après avoir stabilisé ses besoins en électricité depuis plus de 10 ans, l’Allemagne doit désormais enclencher le cycle de réduction5 nécessaire pour atteindre ses objectifs climatiques. L’orientation actuelle va dans ce sens : l’ambition est d’atteindre une diminution de 10 % la consommation d’électricité entre 2008 et 2020.

Le virage de la transition énergétique allemande est bien enclenché, avec une diminution conjointe du recours aux énergies fossiles et nucléaire pour la production d’électricité et une diminution concomitante du contenu moyen en CO2 du kWh électrique. Pour éviter une répétition du récent épisode européen d’augmentation de l’utilisation du charbon au détriment du gaz, il convient cependant d’instaurer un prix du carbone suffisamment élevé pour pénaliser les productions électriques fortement émettrices de gaz à effet de serre.

Plus globalement, c’est l’ensemble des émissions de gaz à effet de serre liées à l’énergie qui est en diminution outre-Rhin. Pour atteindre ses ambitieux objectifs à moyen et long terme, l’Allemagne devra accentuer ses efforts sur la sobriété et l’efficacité énergétique et aller encore plus loin dans le développement des énergies renouvelables. Une attention particulière devra – comme dans de nombreux pays – être apporté au secteur du transport, fortement émetteur de gaz à effet de serre.

  1. Données BMU, disponibles sur : energytransition.de/2013/03/fr/
  2. Pour en savoir plus sur les méthodes de calcul du contenu en CO2 du kWh électrique, rendez-vous sur decrypterlenergie.org/contenu-CO2-kWh
  3. Deux tiers des allemands soutiennent l’Energiewende. La transition énergétique allemande, disponible sur : energytransition.de/2013/03/fr/
  4. Ce point est détaillé dans l’article suivant : decrypterlenergie.org/demande-denergie/nos-consommations-delectricite-domestique-vont-elles-croitre-inexorablement
  5. Pour connaître davantage les pistes de réduction des consommations d’électricité, lire l’article suivant : decrypterlenergie.org/demande-denergie/nos-consommations-delectricite-domestique-vont-elles-croitre-inexorablement
Crédit photo : Bert Kaufmann CC BY-SA 2.0