Depuis plusieurs années, on entend trois affirmations selon lesquelles la décision prise par l’Allemagne en 2000 de sortir du nucléaire a entraîné pour ce pays :
– Une augmentation de la production d’électricité à partir du charbon.
– Une augmentation des émissions de CO2 de la production d’électricité en Allemagne.
– La nécessité pour l’Allemagne d’importer de l’électricité de la France, principalement d’origine nucléaire. Qu’en est-il vraiment ?
Par Bernard Laponche
Cet article, sur la base des données Eurostat, présente l’évolution de la consommation et de la production d’électricité en Allemagne de 1990 à 2018, avec une particulière attention portée à la période 2000-2018. On constate tout d’abord que, sur la période 1991-2018, si la consommation énergétique finale totale par habitant a augmenté de 9 %, la consommation par habitant du secteur résidentiel a baissé de 11 %, ce qui témoigne d’un effort important d’efficacité dans les usages de l’électricité dans le secteur résidentiel.
En ce qui concerne la production d’électricité, on constate que, sur la période 2000-2018, la baisse de la production d’origine nucléaire, de 94 milliards de kWh (TWh) a été largement compensée par l’augmentation de la production d’origine renouvelable, essentiellement par l’éolien et le photovoltaïque, de 191 TWh. Dans le même temps, la production d’origine fossile (charbon, lignite, gaz essentiellement) a diminué de 33 TWh. Sur cette même période les émissions de gaz à effet de serre de la production électrique ont diminué de 16 %.
Par ailleurs, l’Allemagne n’a pas eu à dépendre d’importations d’électricité de la France. Au contraire, ses exportations nettes vers la France ont toujours été positives sauf en 2011, année de l’arrêt de huit réacteurs électronucléaires après l’accident de Fukushima.
Ces résultats mettent sérieusement en cause les informations régulièrement propagées :
– Non, le production d’électricité à partir du charbon et du lignite n’a pas augmenté en Allemagne du fait de la sortie du nucléaire, au contraire, elle a décru, tout comme la production à partir de l’ensemble des combustibles fossiles.
– Oui, la production d’origine renouvelable a plus que compensé, et de loin, la baisse de la production d’origine nucléaire.
– Non, l’Allemagne n’a pas été importateur net d’électricité de la France. Bien au contraire, les échanges d’électricité se font en sa faveur depuis 2006.
Introduction
Depuis la décision prise en Allemagne en 2000 de sortir du nucléaire[1], une opinion générale s’est répandue en France et fait florès encore aujourd’hui dans les milieux officiels et les medias, comme chez la plupart des citoyens, sur les conséquences qui en ont résulté.
Cette opinion, très particulière à notre pays, se traduit par deux affirmations péremptoires : la baisse de la production d’électricité d’origine nucléaire a entraîné une augmentation de la production à partir du charbon et du lignite, et donc une augmentation des émissions de gaz à effet de serre, essentiellement CO2, par la production d’électricité en Allemagne et, accessoirement, l’obligation pour l’Allemagne d’importer de l’électricité de la France.
Il est donc temps de vérifier la véracité de ces assertions profondément ancrées dans la doxa française. C’est l’objet de cette note qui présente l’évolution de la consommation et de la production d’électricité en Allemagne depuis 1990, avec une attention particulière portée à la période 2000-2018 de la décroissance programmée de la production d’origine nucléaire.
1. De la consommation finale à la production brute d’électricité
Les données statistiques utilisées dans cette note proviennent, sauf mention contraire, de la base de données Eurostat. Ce choix est dicté par l’accès libre de cette base et aussi parce qu’elle permet des comparaisons internationales car les données de chaque pays de l’Union européenne y sont traitées de la même façon.
Nous présentons dans cette première partie les différentes étapes allant de la consommation finale à la production brute d’électricité.
1.1 Les étapes de la demande à l’offre d’électricité
La consommation finale
La consommation finale est la quantité d’électricité consommée par l’ensemble des consommateurs finals d’électricité hors secteur de l’énergie : l’industrie, les transports, les ménages (secteur résidentiel), les activités tertiaires, l’agriculture et la pêche.
Le passage de la consommation finale à la production brute d’électricité se fait en plusieurs étapes :
La consommation intérieure
La consommation intérieure est la quantité d’électricité consommée par l’ensemble des consommateurs intérieurs au pays. Elle est égale à la somme de la consommation finale et de la consommation des entreprises du secteur de l’énergie (pétrole, gaz, charbon, renouvelables), hors secteur électrique.
Le disponible pour la consommation intérieure
Le disponible pour la consommation intérieure est la quantité d’électricité mise à la disposition de l’ensemble des consommateurs du pays. Cette quantité est obtenue en ajoutant à la consommation intérieure les pertes de transport et distribution de l’électricité sur le réseau de transport et distribution de l’électricité (essentiellement par effet joule).
La production nette
La production nette est obtenue en ajoutant à la disponibilité pour la consommation intérieure l’exportation nette d’électricité (exportation – importation) et la consommation du pompage pour le stockage hydraulique de l’électricité.
La production brute
La production brute est obtenue en ajoutant à la production nette l’autoconsommation du secteur électrique.
Remarque
Nous procédons ici par une progression à partir de la consommation finale. On peut aussi procéder de façon inverse en partant de la production brute et en effectuant les mêmes opérations dans l’autre sens, productions brute et nette étant mesurées sur chaque équipement de production d’électricité, auto-producteurs compris. Du point de vue statistique la valeur de l’autoconsommation utilisée est la différence entre la production brute et la production nette.
1.2 Les postes intermédiaires
La figure 1 montre l’évolution des quatre « postes intermédiaires » qui interviennent dans ces différentes étapes : consommation du secteur de l’énergie, hors secteur électrique ; pertes sur les réseaux de transport et distribution de l’électricité ; consommation du pompage pour stockage hydraulique ; autoconsommation de la production d’électricité.
Figure 1
On note la baisse de l’autoconsommation, essentiellement due à la baisse de la production d’origine nucléaire, ainsi que celle du secteur de l’énergie, et, d’autre part, la modeste augmentation de la consommation du pompage pour stockage. Les fortes évolutions des pertes de transport et distribution paraissent curieuses (et non expliquées).
1.3 Les échanges d’électricité
Le tableau 1 et la figure 2 présentent les échanges d’électricité : importation, exportation, exportation nette.
Figure 2
De 1990 à 2005, importation et exportation augmentent, à peu près au même rythme, de 30 TWh à 61 TWh avec une alternance d’exportation nette positive ou négative selon les années.
A partir de 2005 (57 TWh) l’importation diminue (42 TWh en 2008), puis remonte à 51 TWh en 2011 pour décroître ensuite jusqu’à 28 TWh en 2017 et 32 TWh en 2018.
L’exportation augmente jusqu’en 2006 (baisse ponctuelle en 2002), décroît en 2011, année de l’arrêt définitif de huit réacteurs nucléaires, pour remonter ensuite et atteindre le record de 81 TWh en 2018. L’exportation nette augmente nettement à partir de 2011 pour atteindre 49 TWh en 2018.
L’exportation nette d’électricité vers la France
Les valeurs des exportations nettes de l’Allemagne vers la France proviennent de la base de données de RTE de 2006 à 2014 (« Réseau de transport de l’électricité » en France).
Depuis 2015, RTE n’a publié que les échanges de la France avec l’ensemble des autres pays de la zone CWE (Allemagne, Autriche, Belgique, France, Luxembourg, Pays-Bas). Pour les années suivantes, à l’exception de 2015, les données proviennent de l’organisme allemand AGORA qui les a publiées pour les années 2016, 2017 et 2018.
Figure 3
L’échange d’électricité avec la France est toujours au bénéfice de l’Allemagne sur la période 2006-2018, sauf pour l’année 2011 dont le caractère est très particulier (arrêt de huit réacteurs électronucléaires en Allemagne).
1.4 La consommation finale d’électricité
La consommation finale par secteur
Les évolutions des consommations finales des différents secteurs d’activité (hors secteur de l’énergie), sont présentées dans la figure 4 et le tableau 3.
Figure 4
Note : Jusqu’en 2010, la consommation d’électricité de l’agriculture est prise en compte dans celle du secteur tertiaire.
Le secteur de l’industrie reste le premier consommateur tout au long de la période de 1990 (47,5 %) à 2018 (45 %), avec la chute brutale en 2009 du fait de la crise financière et économique, devant les secteurs du résidentiel (30 %, 25 %) et tertiaire (19 %, 27 %). Si la consommation de l’ensemble « résidentiel et tertiaire », donc celle dans les bâtiments non industriels reste dominante (49 %, 52 %), la consommation du résidentiel, donc des ménages, après une augmentation faible mais régulière de 1990 à 2010 décroît nettement de 2010 (142 TWh) à 2018 (128 TWh), et celle du tertiaire, après une forte augmentation de 1990 (88 TWh) à 2010 (144 TWh), décroît également fortement à 137 TWh en 2018.
La consommation finale par habitant
La figure 5 indique la consommation finale totale par habitant et la consommation finale par habitant dans le secteur résidentiel (consommation des ménages).
La population de l’Allemagne augmente de 79,75 millions en 1990 à 83,02 millions en 2018.
La consommation finale totale par habitant augmente de 5706 kWh en 1990 à 6640 kWh en 2010 pour décroître ensuite à 6190 kWh en 2018.
La consommation finale par habitant du secteur résidentiel (consommation directe des ménages) décroît de 1990 (1718 kWh) à 1991 (1523 kWh), augmente ensuite à 1768 kWh en 2010 et décroît à 1566 kWh en 2018, soit au niveau de 1991 (1523 kWh), ce qui est une performance remarquable, résultat des efforts d’efficacité dans la consommation d’électricité des ménages depuis une vingtaine d’années.
Figure 5
1.5 Le bilan offre-demande
La figure 6 et le tableau 4 présentent les évolutions des productions brute et nette et la consommation finale d’électricité de 1990 à 2018.
Figure 6
A part une légère baisse en début de période, les trois grandeurs augmentent régulièrement sur la période 1990-2008. Après la baisse ponctuelle en 2009, l’augmentation se poursuit de façon irrégulière pour les productions jusqu’en 2018, tandis qu’une légère baisse de la consommation finale s’amorce dès 2010 (533 TWh) et jusqu’à 2018 (514 TWh).
2. La production d’électricité par source
2.1 Production d’électricité par grande filière
Sur l’ensemble de la période
La production à partir du charbon augmente légèrement de 1990 (142 TWh) à 1998 (153 TWh), décroît ensuite jusqu’en 2009 (108 TWh), remonte à 127 TWh en 2013 pour descendre à 83 TWh en 2018. La production à partir du lignite est fluctuante de 1990 (169 TWh) à 2013 (161 TWh), pour décroître ensuite à 146 TWh en 2018. La production à partir du gaz naturel, de 41 TWh en 1990, augmente jusqu’à 90 TWh en 2010, baisse à 63 TWh en 2015 pour remonter à 88 TWh en 2017, et se situe à 83 TWh en 2018.
Au total, la production d’origine fossile (charbon, lignite, gaz naturel, gaz manufacturés, produits pétroliers), baisse de 373 TWh en 1990 à 361 TWh en 2000 et 328 TWh en 2018.
Toujours dans les énergies de stock, la production à partir de l’uranium, de 153 TWh en 1990, augmente à 170 TWh en 1997, pour suivre un plateau jusqu’en 2006 (167 TWh). Ensuite vient la baisse programmée de la production d’origine nucléaire (voir A1 et A2 en Annexe) à 141 TWh en 2010, 97 TWh en 2013 et 76 TWh en 2018.
La production à partir des énergies renouvelables (voir le point 2.2), de 22 TWh en 1990, augmente de façon régulière de 9 % en moyenne annuelle, pour atteindre 40 TWh en 2000, 110 TWh en 2010 et 231 TWh en 2018. Le tableau 5 montre que la progression de la production d’origine renouvelable sur la période 2000-2018, soit 191,2 TWh, est très largement supérieure à la réduction de la production d’origine uranium (94 TWh). Elle est également supérieure à la somme des baisses des productions d’origine charbon, lignite et uranium (162 TWh). Mais, sur la même période, la production à partir du gaz naturel a augmenté de 31 TWh.
En 2018, la part de la production d’électricité d’origine renouvelable dans la production totale (36 %) est égale à la part de la production d’origine charbon + lignite (35,6 %).
Figure 7
Autres :
– Gaz manufacturés, TWh : 10,8 en 1990, 7,5 en 2000, 10,8 en 2018.
– Produits pétroliers, TWh : 10,4 en 1990, 4,8 en 2000, 5,2 en 2018.
– Déchets non renouvelables, TWh : 3,6 en 1990, 5,8 en 2000, 7,1 en 2018.
De 2000 à 2018
L’histogramme de la figure 8 met en évidence les variations comparées des contributions de chaque grande filière sur la période 2000-2018 de baisse de la production d’origine nucléaire.
Figure 8
2.2 Production d’électricité par source renouvelable
Jusqu’au milieu des années 1990, la seule contribution notable est celle de l’hydraulique qui reste à peu près au même niveau sur l’ensemble de la période étudiée, allant de 20 TWh en 1990 à 27 TWh en 1996, 21 TWh en 1998, 28 TWh en 2002, pour se stabiliser ensuite entre 25 et 29 TWh, puis descendre à 24 TWh en 2018.
La production de l’éolien amorce sa croissance au début des années 1990 et connaît ensuite une croissance de 9 % par an en moyenne, avec quelques fluctuations d’une année sur l’autre, pour aboutir à 110 TWh en 2018.
La production du photovoltaïque décolle plus tard, au début des années 2000, et croît très rapidement ensuite pour atteindre 12 TWh en 2010, 31 TWh en 2013 et 46 TWh en 2018.
Bien que moins spectaculaire, la production à partir du biogaz, des biocarburants et des déchets augmente également à partir de 1,5 TWh en 1990 à 2,5 TWh en 2000, 4,3 TWh en 2000, 14 TWh en 2005, 33 TWh en 2010, et 51 TWh en 2018. Cette contribution d’une production thermique (comparable à celle à partir du charbon) est très importante car elle permet de compenser, comme l’hydraulique, la variabilité des productions à partir de l’éolien ou du photovoltaïque. C’est donc un élément très important de l’équilibre du système de production d’électricité dans son ensemble.
Figure 9
Autres :
– Biocarburants solides, TWh : 0,1 en 1990 ; 0,8 en 2002, 10,8 en 2018
– Déchets municipaux renouvelables, TWh : 1,2 en 1990 ; 1,8 en 2002 ; 6,2 en 2018.
3. Les émissions des gaz à effet de serre de la production d’électricité
La présentation la plus complète sur l’ensemble de la période 1990-2018 des émissions de gaz à effet de serre du système de production d’électricité est celle de l’Agence fédérale de l’environnement de l’Allemagne, UBA (Umweltbundesamt), présentée par AGORA (voir A3 en Annexe).
Les émissions diminuent rapidement de 1990 à 1999 (366 à 374 Mt eqCO2), puis augmentent jusqu’à 2005 (344 Mt), baissent nettement en 2009 (295 Mt), remontent jusqu’en 2013 (324 Mt) pour descendre nettement et régulièrement jusqu’à 274 Mt en 2018.
Les émissions de gaz à effet de serre diminuent de 25 % sur l’ensemble de la période 1990-2018, de 16 % sur la période 2000-2018 et de 15 % sur la période 2013-2018.
Figure 10
UBA : Umweltbundesamt, Agence fédérale pour l’environnement de l’Allemagne.
Figure 11
*Autres : fioul, déchets, énergies renouvelables, nucléaire.
Les émissions diminuent rapidement de 1990 à 1999 (366 à 374 Mt eqCO2), puis augmentent jusqu’à 2005 (344 Mt), baissent nettement en 2009 (295 Mt), remontent jusqu’en 2013 (324 Mt) pour descendre nettement et régulièrement jusqu’à 274 Mt en 2018.
Les émissions de gaz à effet de serre diminuent de 25 % sur l’ensemble de la période 1990-2018, de 16 % sur la période 2000-2018 et de 15 % sur la période 2013-2018.
Globalement, sur la période 2000-2018, les émissions ont augmenté de 5 % de 2000 à 2007 (0,7% par an) et diminué de 15 % (3 % par an) de 2013 à 2018.
L’augmentation des émissions de 2000 à 2007 est cohérente avec l’augmentation de la consommation finale et la hausse des exportations.
*Autres : fioul, déchets, énergies renouvelables.
L’exportation nette d’électricité étant toujours positive depuis 2003 et atteignant 53 TWh en 2007 et 49 TWh en 2018, une partie des émissions de gaz à effet de serre causées par la production (partie pour laquelle il est difficile de séparer les parts respectives des fossiles et des renouvelables) correspond à des consommations extérieures à l’Allemagne, y compris en France.
Conclusion
Cette étude de l’évolution de la consommation et la production d’électricité en Allemagne sur la période 1990-2018, a porté une attention particulière à la période 2000-2018 pendant laquelle ce pays a mis en place la réduction de la production d’origine nucléaire et, en parallèle, l’augmentation de la production à partir des énergies renouvelables, dans le cadre de sa politique énergétique globale de transition des énergies de stock (fossiles, uranium) aux énergies renouvelables et de développement de l’efficacité énergétique (Energiewende).
On constate que l’augmentation de la production d’électricité d’origine renouvelable sur la période 2000-2018, soit 191 TWh, est très largement supérieure à la baisse de la production d’origine uranium (94 TWh). Elle est également supérieure à la somme des baisses des productions à partir du charbon, du lignite et de l’uranium (162 TWh). Mais, sur la même période, la production à partir du gaz a augmenté de 44 TWh. La production d’origine fossile (charbon, lignite, gaz, produits pétroliers), baisse de 45 TWh sur la période 1990-2018 et de 33 TWh sur la période 2000-2018. En 2018, la part des énergies renouvelables dans la production totale d’électricité (36 %) est égale à celle à partir du charbon plus du lignite (35,6 %) mais reste inférieure à celle de l’ensemble des combustibles fossiles (49 %).
Les émissions des gaz à effet de serre ont diminué de 25 % sur l’ensemble de la période 1990-2018 et de 16 % sur la période 2000-2018.
A partir de 2003, les exportations nettes sont toujours positives et atteignent leur maximum en 2017 (53 TWh). A l’exception de l’année 2011 qui est un cas à part, l’exportation nette vers la France est toujours positive sur la période 2006-2018.
Ces résultats mettent sérieusement en cause les affirmations couramment propagées sur les ondes ou dans les dîners en ville. Non, la consommation de charbon et de lignite n’a pas augmenté du fait de la sortie du nucléaire, elle a décru, comme la production à partir de l’ensemble des combustibles fossiles. Oui, la production d’origine renouvelable a plus que compensé, et de loin, la baisse de la production électronucléaire. Non, les émissions de gaz à effet de serre n’ont pas augmenté sur la même période, elles ont même décru. Non, l’Allemagne n’a pas importé un excédent d’électricité de la France, bien au contraire, sauf pour l’année 2011, quand huit réacteurs électronucléaires ont été arrêtés.
Annexe
A1. Centrales et réacteurs nucléaires en 2017 en Allemagne
Liste des réacteurs en fonctionnement et à l’arrêt en Allemagne au 31.12.2017 : Elecnuc 2018. Les centrales nucléaires dans le monde, CEA. (p.34, pp 52-53)
A2. Programme d’arrêt définitif des réacteurs électronucléaires
Figure 12 – Le programme d’arrêt des réacteurs électronucléaires en Allemagne
Figure 12
A3. Emissions de gaz à effet de serre de la production d’électricité
Figure 13. Exemple de graphique présenté par le cabinet allemand d’expertise AGORA dans : « Insights from Germany’s Energiewende », Mars 2018.
Figure 13. Emissions de CO2 du secteur électrique allemand de 1990 à 2017
UBA : Umweltbundesamt, Agence fédérale pour l’environnement de l’Allemagne.
[1] La décision a été prise en 2000 et son application s’est accélérée en 2011 en suite à l’accident nucléaire de Fukushima, au Japon.
Bernard Laponche préside l’association Global Chance.
Article mis à jour le 12 mars 2020 à 19h10 : correction d’une erreur dans la figure 5.
