Le scénario choisi par les scientifiques combine l’énergie éolienne et solaire et n’inclut pas l’énergie nucléaire. Crédits photos : UNIGE-Empa
Comment réduire l’empreinte carbone de la consommation d’électricité en Suisse ? Le pays dépend des importations d’électricité provenant de centrales à combustibles fossiles, qui sont les principaux émetteurs de gaz à effet de serre. Une équipe de recherche de l’Université de Genève (UNIGE) et du Laboratoire fédéral d’essai des matériaux et de recherche (Empa) a examiné différents scénarios de réduction de l’empreinte carbone suisse de la consommation d’électricité. Pour y parvenir et couvrir du même coup les futurs besoins d’électrification, l’auteur préconise de mettre en place un mix d’autoproduction d’énergie éolienne et photovoltaïque en complément de l’importation d’électricité. Tout cela sans utiliser l’énergie nucléaire. Avec ce scénario, la Suisse pourrait réduire sa contribution aux émissions mondiales de gaz à effet de serre d’environ 45%. Ces découvertes se trouvent dans politique énergétique.
L’augmentation des gaz à effet de serre dans l’atmosphère est le principal moteur du réchauffement climatique. Une proportion importante de ces gaz est causée par les centrales électriques à combustible fossile utilisées pour produire de l’électricité. On estime que ces plantes sont à l’origine d’un quart de toutes les émissions de gaz à effet de serre en Europe. En Suisse, où l’électricité est principalement produite par des centrales nucléaires et hydroélectriques, cette production représente 2 % des émissions de gaz à effet de serre.
Cependant, il est souvent économiquement intéressant de vendre et d’exporter une partie de l’énergie produite vers les pays voisins. La Suisse est donc également dépendante des importations pour couvrir ses besoins. Cela correspond à 11% de la consommation d’électricité. L’électricité provient donc de centrales à forte intensité de CO2. Une équipe scientifique de l’UNIGE et de l’Empa a développé différents scénarios énergétiques et défini la meilleure façon de décarboner la Suisse. Il s’agit de réduire la consommation du pays en énergies primaires émettrices de gaz à effet de serre.
« Nous avons développé sept scénarios différents qui incluent le soleil, le vent et l’hydroélectricité à des degrés divers. Tout cela avec et sans recours à l’énergie nucléaire, car la Suisse s’attend à une sortie progressive de ce mode de production d’ici 2050 », explique Elliot Romano, Senior Scientist chez F.-A. Forel Département des sciences de l’environnement et de l’eau de la Faculté des sciences naturelles de l’UNIGE. Les chercheurs ont également considéré les opportunités d’approvisionnement à l’étranger, essentielles pour répondre à la demande, ainsi qu’aux besoins de la population en matière d’électrification, de mobilité et de chaleur.
Importations réduites
Après avoir examiné les différentes options, l’équipe de recherche a déterminé que le scénario optimal serait un mélange d’énergie photovoltaïque et éolienne. « Ce mix est le moyen le plus efficace de réduire l’empreinte du pays, mais aussi la meilleure alternative à l’énergie nucléaire », déclare Martin Rüdisüli, chercheur au Laboratoire des systèmes énergétiques urbains de l’Empa et premier auteur de l’étude. Le modèle est basé sur une grande production d’énergie éolienne de 12 TWh et une production d’énergie solaire de 25 TWh. A titre de comparaison : en Suisse en 2021, l’énergie solaire produira 2,72 TWh et l’éolien 0,13 TWh. Par rapport à une solution nucléaire, le mix de production proposé réduit le besoin d’importation de 16 TWh à 13,7 TWh.
En revanche, ce scénario, qui prend également en compte les futurs besoins en électricité liés à l’électromobilité et les besoins thermiques des bâtiments, augmenterait l’empreinte carbone des consommations de 89 g CO2 par kWh (en 2018) à 131 g CO2 par kWh à l’avenir. Cependant, l’électrification de tous ces besoins réduirait à terme la contribution de la Suisse aux émissions mondiales de gaz à effet de serre de 45 %. Les chercheurs ont également montré que les systèmes de stockage actuels ne pouvaient que partiellement faire face aux surplus d’électricité estivaux qui résulteraient de la grande capacité des systèmes photovoltaïques en fonctionnement à l’époque.
Des données d’une précision sans précédent
« Jusqu’à présent, les recherches sur l’empreinte de la production d’électricité étaient basées sur des valeurs moyennes de consommation, en particulier des valeurs annuelles. La force de notre étude réside dans l’utilisation de valeurs horaires et est donc beaucoup plus précise », explique Elliot Romano. L’empreinte directe mais aussi indirecte de cette production a été intégrée. « Nous avons pris en compte l’empreinte causée, par exemple, par la production du béton utilisé dans la construction d’une centrale électrique. Cette méthode nous a donc permis de réaliser une analyse complète du cycle de vie de la production d’électricité.
Cette méthode et la précision sans précédent des données fournissent des orientations concrètes pour la Stratégie énergétique 2050 de la Suisse. Elle ouvre également la voie à de nouvelles études scientifiques.
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