Que faut-il pour un système énergétique climatiquement neutre en Suisse ?

Le zéro net est un objectif que le système énergétique suisse doit atteindre d'ici 2050. Cela signifie que l'ensemble de la cha?ne de création de valeur énergétique - production, distribution, stockage et utilisation - ne rejette plus de gaz à effet de serre modifiant le climat dans l'atmosphère et fonctionne globalement de manière climatiquement neutre. Le remplacement des sources d'énergie fossiles joue un r?le clé à cet égard, ce qui peut être réalisé en Suisse par l'électrification du secteur des transports et du chauffage. "La recherche nous montre qu'il est techniquement et économiquement possible que le système énergétique suisse puisse se passer des énergies fossiles en 2050."

C'est ce qu'a déclaré Vanessa Wood, Vice-présidente pour le transfert de savoir et les relations économiques de l'ETH, lors du symposium public de l'"Energy Week 2021", la conférence annuelle de l'ETH sur l'énergie. Cet argument a été suivi par Monika Krüsi, présidente du conseil d'administration de Repower, une entreprise suisse de distribution et de services dans le domaine de l'énergie. Le secteur de l'énergie et ses solutions sont aujourd'hui encore très hétérogènes. Pour l'avenir, il faut des solutions pragmatiques, un environnement de marché favorable aux investissements ainsi que la collaboration, la flexibilité et la digitalisation.

Afin de montrer les différentes possibilités de développement dont pourrait se composer un système énergétique climatiquement neutre en Suisse d'ici 2050, des chercheurs de l'ETH ont calculé ces dernières semaines des scénarios énergétiques possibles. Cinq tendances principales se dégagent, comme l'a expliqué Gabriela Hug, professeure en systèmes énergétiques électriques et présidente de l'Energy Science Center (ESC), lors du symposium :

• A l'avenir, les importations d'électricité devraient être plus élevées qu'aujourd'hui pendant les mois d'hiver, du moins à moyen terme, étant donné que la Suisse abandonne l'énergie nucléaire et que les besoins en électricité augmentent en raison de l'électrification des chauffages (pompes à chaleur) et des voitures particulières (e-mobilité).
• Si, dans un avenir proche, l'électrification de la mobilité et des chauffages progresse plus rapidement qu'aujourd'hui, la dépendance de la Suisse vis-à-vis des importations d'électricité étrangères augmentera encore à moyen terme (vers 2040). D'un point de vue technique et économique, elle serait toutefois réalisable, les centrales à gaz flexibles (y compris le captage et le stockage des gaz à effet de serre) pouvant devenir une option ou un impératif selon les scénarios.
• Le changement climatique et la multiplication des phénomènes météorologiques extrêmes vont modifier la disponibilité saisonnière de l'énergie hydraulique. Cela aura des répercussions sur l'extension possible ou nécessaire du système énergétique : les années extrêmement sèches, la production d'électricité d'origine hydraulique diminuera et les pics de production d'électricité des centrales fluviales devraient se déplacer de l'été vers le printemps. Cette réduction signifie qu'il y aura globalement moins d'énergie disponible, ce qui augmentera les besoins d'investissement. En revanche, l'énergie aura tendance à être disponible quand on en a besoin. Les différences plus importantes entre les années très humides et très sèches rendent toutefois les décisions d'investissement plus difficiles.
• Le développement optimal en termes de co?ts du système électrique suisse dépend très fortement de l'évolution dans les pays voisins : Plus la France, l'Allemagne, l'Autriche et l'Italie misent sur les énergies renouvelables et créent des surcapacités dans ce domaine, plus le développement de la production d'électricité flexible (p. ex. centrales à gaz, accumulation par pompage) en Suisse serait rentable.
• Si le commerce transfrontalier d'électricité entre la Suisse et l'Europe était fortement limité à long terme (par exemple de 50 pour cent dans les scénarios), il y aurait nettement moins d'électricité à échanger avec l'étranger et la Suisse devrait augmenter sa capacité de production électrique nationale.

Les scénarios énergétiques ne sont pas des prévisions. Ils ne prédisent pas l'avenir, mais indiquent les tendances possibles en fonction de certaines hypothèses et situations de départ.

Développement du photovolta?que

La comparaison des différents scénarios confirme l'importance du développement du photovolta?que en Suisse. Dans le "page externeNexus-e Dans le "scénario de référence", qui est en quelque sorte le scénario principal des chercheurs de l'ETH et qui repose sur une optimisation économique, l'électricité produite par l'énergie hydraulique et les installations photovolta?ques (PV) couvrira la majeure partie de la future demande en électricité, les autres énergies renouvelables telles que la biomasse et l'énergie éolienne jouant un r?le moins important. Ce résultat est comparable aux scénarios zéro net de la Confédération suisse, les "page externePerspectives énergétiques 2050+".

Dans les scénarios comparatifs, en revanche, où le photovolta?que ne se développe pas autant que ce qui serait techniquement et économiquement possible, il devient difficile pour la Suisse de couvrir la future demande en électricité par sa propre production. Si le rythme de développement de l'énergie solaire se maintient au niveau actuel, la demande d'électricité 2050 ne serait clairement pas atteinte suite à l'abandon du nucléaire et la Suisse devrait importer beaucoup d'électricité.

Même dans le " scénario de référence page externeNexus-e"Le fort développement des installations photovolta?ques ne compense qu'à long terme l'abandon du nucléaire. Cela signifierait que d'importantes importations d'électricité seraient nécessaires, surtout vers 2040, lorsque les centrales nucléaires ne seront plus en service. Vers 2050, l'énergie éolienne, l'accumulation par pompage et les centrales à gaz (y compris le stockage des gaz à effet de serre éliminés) pourraient faire la différence pour que la Suisse puisse couvrir ses besoins en électricité.

Commerce d'électricité avec l'Europe

Enfin, l'approvisionnement en électricité sera également influencé par les conditions-cadres du commerce d'électricité avec l'Europe : "Des restrictions à long terme du commerce d'électricité pourraient affaiblir la sécurité de l'approvisionnement en Suisse, de sorte qu'il pourrait être judicieux d'investir dans l'énergie éolienne et les centrales à gaz à partir de 2040", a déclaré Hug. Les centrales à gaz pourraient servir d'unités de production d'électricité flexibles, capables de produire de l'électricité à court terme et de manière saisonnière, par exemple en hiver. Elles seraient une option ou une nécessité selon les scénarios. Leurs émissions de CO₂-Mais les émissions de CO2 devraient dans tous les cas être séparées et stockées.

Coopération et couplage de secteurs

Pour réduire réellement les émissions de gaz à effet de serre à long terme et optimiser le système énergétique dans son ensemble - les représentantes de la science et de l'économie étaient d'accord sur ce point -, la collaboration intersectorielle et les cha?nes de création de valeur joueront à l'avenir un r?le déterminant. "La diffusion des technologies d'énergie renouvelable va de pair avec le couplage des secteurs", a déclaré Annegret Stephan, économiste du groupe de recherche de l'ETH ".Durabilité et technologie".

A l'exemple d'une planification énergétique qui étudie conjointement l'électrification des b?timents et la mobilité, Kristina Orehounig, directrice de l'Urban Energy Systems Laboratory à l'Empa, a montré comment fonctionne un tel couplage sectoriel au niveau des quartiers. Les chercheurs du consortium de recherche dirigé par l'ETH Zurich étudient comment le couplage de secteurs et la flexibilité peuvent contribuer exactement à un système énergétique suisse climatiquement neutre. page externeSWEET PATHFNDR, lancé en mai. Le symposium a montré de manière vivante ce que Vanessa Wood avait dit au début : un avenir énergétique durable est l'affaire de tous, et il a aussi besoin de tous.