L impact micro et macroéconomique des énergies renouvelables en Région wallonne

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1 L impact micro et macroéconomique des énergies renouvelables en Région wallonne Cluster TWEED Rue Natalis Liège - Belgique Avril 2014

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3 TABLE DES MATIÈRES 1 PREMIÈRE PARTIE : OBJECTIFS DE PRODUCTION ET DE CONSOMMATION... 9 Objectifs européens pour Objectifs belges et wallons pour DEUXIÈME PARTIE : ANALYSE MICROÉCONOMIQUE Présentation théorique de la méthodologie de calcul Contexte Inconnue et paramètres Explication détaillée Comparaison avec la formule LCOE Paramètres du WACC Hydraulique Éolien Photovoltaïque Cogénération biomasse Centrale biomasse - électricité Cogénération biogaz Solaire thermique PAC PV et PAC Chaudière à pellets Chaudière biomasse industrielle (avec réseau de chaleur) Chaudière au mazout Chaudière au gaz Centrale nucléaire Centrale au gaz TGV Centrale au charbon TABLEAUX DE SYNTHESE DE L ANALYSE MICROÉCONOMIQUE TROISIÈME PARTIE : ANALYSE MACROÉCONOMIQUE Balance commerciale Substitution des filières Coût d importation des combustibles Énergie primaire Valeur ajoutée et création d emplois Sources d informations ETP/MW & ETP/GWh CIM et O&M Emplois locaux Calculs Zoom sur la filière biomasse Zoom sur la filière éolien Zoom sur la filière photovoltaïque QUATRIÈME PARTIE : ÉTUDE DE CONTRAINTES Indépendance énergétique Niveau national Niveau régional Équilibre du réseau d électricité Variabilité de la production Flexibilité des technologies Localisation des unités de production Stockage Empreinte carbone Cycle de production Cluster TWEED 3/99

4 Énergie primaire et finale Coefficients par filière CINQUIEME PARTIE : ÉTUDE DES SCÉNARII Scénario GREEN Électricité renouvelable - 11,2 TWh Chaleur renouvelable - 10,8 TWh Énergie conventionnelle Énergie résiduellee Emplois Empreinte carbone Balance commerciale Scénario LOW Électricité renouvelable Chaleur renouvelable Énergie conventionnelle Énergie résiduelle Emplois Empreinte carbone Balance commerciale Scénario TWEED Électricité renouvelable Chaleur renouvelable Énergie conventionnellle Énergie résiduelle Emplois Empreinte carbone Balance commerciale Analyse de sensibilité CONCLUSIONS Coûts de production du MWh Balance commerciale Création d emplois (locaux) Contraintes supplémentaires Comparaison des trois scénarii Constats et perspectives TABLEAUX Calcul du coût de production consommateur : exemple pour le petit photovoltaïque Calcul du coût de production producteur : exemple pour le petit photovoltaïque Scénario TWEED : Technique Objectifs - Coûts microéconomiques Scénario TWEED analyse macroéconomique balance commerciale et création d emploi 85 8 ANNEXES Potentiel des énergies renouvelables en Région wallonne Démonstration de la formule de calcul de rentabilité PAC : Coefficient de performance, coût et statistiques Chaudières Coûts et statistiques Calcul des émissions de pour les filières cogénérations REFERENCES LISTES LISTE DES TABLEAUX Liste des figures Liste des graphiques Cluster TWEED 4/99

5 AVANT-PROPOS Janvier 2013 : Augmentation du tarif Elia pour le soutien aux énergies renouvelables en Wallonie (passage { 13,81 /MWh). Cette surcharge découle directement de l obligation pour Elia de racheter les certificats verts wallons au prix garanti de 65 euros. Février 2013 : Le gouvernement wallon prend une décision de principe afin de permettre aux entreprises intégrées { un accord de branche de bénéficier d une exonération de la surcharge en lien avec les certificats verts. Les modalités doivent être définies. Février 2013 : après plus de 2 ans de consultations, le gouvernement wallon valide le nouveau Cadre de référence éolien et lance une consultation des communes. Mars 2013 : le gouvernement wallon s accorde sur un nouveau mode de soutien aux petits systèmes photovoltaïques (< 10 kwc), baptisé Qualiwatt. Ce soutien sera mis en œuvre début Par ailleurs, le gouvernement s accorde également sur l instauration d une tarification progressive et solidaire de l électricité en Avril 2013 : le parlement européen rejette l avis de la commission de reporter l enchère des quotas de : le prix de la tonne de s écroule { environ 2/3 euros (au lieu des 20/30 euros attendus { l origine de la mise en place du système). Mai 2013 : les gestionnaires de réseaux de distribution souhaitent mettre en place une redevance pour l utilisation du réseau pour les petits producteurs renouvelables (solaire PV) Juin 2013 : l idée de concentrer la production éolienne sur les routes et le réseau structurant est lancée par le Ministre des Travaux publics, de l'agriculture, de la Ruralité, de la Nature, de la Forêt et du Patrimoine. Le business plan proposé demande à être validé à travers des expériences pilotes. Juillet 2013 : le gouvernement wallon s accorde sur des objectifs spécifiques en 2020 pour les filières solaire PV (1,25 TWh) et éolien (3,8 TWh). Juillet 2013 : au niveau fédéral, accord sur le plan du Secrétaire d'état à l'énergie en vue d assurer la sécurité d approvisionnement électrique du pays via le maintien des centrales { gaz existantes par l amélioration de leur rentabilité, le lancement d un appel d offres pour 800 MW de nouvelles centrales au gaz, la création d une réserve stratégique et la confirmation de la prolongation de Tihange 1 pendant 10 ans. Août 2013 : accord entre l EU et la Chine au niveau des panneaux solaire PV (limitation des importations { hauteur de 7 GW/an, tarif minimal de 56 cents d euros le Wc, ). Septembre 2013 : les représentants de 9 unités de biométhanisation agricoles et nonindustrielles wallonnes (sur les 15 existantes) énumèrent les lourds problèmes économiques qu ils rencontrent dans une lettre ouverte, adressée { différents ministres wallons, présidents de partis et administrations wallonnes. Cluster TWEED 5/99

6 Octobre 2013 : les 10 plus grandes entreprises énergétiques européennes («utilities») tirent la sonnette d alarme par rapport { l évolution du secteur énergétique : il constatent un manque de rentabilité des centrales classiques (gaz), des risques de black-out et un subventionnement considéré comme trop important envers le solaire et l éolien. Octobre 2013 : selon un sondage Ipsos, 95% des Belges sont favorables aux renouvelables. Quatre Wallons sur cinq sont d ailleurs favorables { l éolien. Novembre 2013 : Elia demande une nouvelle augmentation de son tarif d injection (passage de 13,82 euros à 17,80 euros) pour compenser les montants à payer dans le cadre du mécanisme des certificats verts. Novembre 2013 : le gouvernement fédéral approuve une loi-programme afin de limiter l impact de la surcharge de l éolien offshore pour les entreprises (dégressivité & plafonnement pour les grandes entreprises). Cette réduction sera financée en partie par les revenus tirés de la prolongation du nucléaire. Novembre 2013 : le gouvernement fédéral décide une baisse du taux de la TVA sur l'électricité pour les particuliers (passage de 21 à 6% à partir d avril 2014). Décembre 2013 : Le Vice-Président et Ministre du Développement durable, de la Fonction publique, de l'énergie, du Logement et le Ministre de l Environnement, de l Aménagement du territoire et de la Mobilité, décident de retirer la carte d implantation des futures éoliennes après avoir mené une enquête publique auprès des communes. L objectif de découpage territorial par lots géographiques est maintenu. Le secteur des énergies semble marqué par de nombreuses actualités et de nombreux changements durant l année Tant les consommateurs que les producteurs d énergies ont dès lors le sentiment d évoluer dans un contexte mouvant et peu certain. De fréquentes et nombreuses questions leur viennent { l esprit et ralentissent leur prise de décision. Faut-il investir dans une installation de production d énergie renouvelable? Les prix de production ou de vente des énergies concurrentes seront-ils inférieurs? Alors que les initiatives de production d énergies renouvelables sont freinées, les objectifs belges et wallons de production de ces énergies demeurent pourtant les mêmes { l horizon Il convient de rapidement remédier à cette situation en réalisant un diagnostic objectif et exhaustif de l avenir économique des énergies renouvelables en Région wallonne. Le Cluster TWEED, avec le soutien de la Wallonie, a pour ambition d établir et promouvoir un tel diagnostic, de sorte { in fine redynamiser l ensemble du secteur des énergies renouvelables. C est dans ce cadre que le Cluster TWEED a réalisé la présente étude. Cluster TWEED 6/99

7 INTRODUCTION Faisant suite { l étude sur le potentiel des énergies renouvelables en Région wallonne 1, et dans le climat actuel d incertitude sur la rentabilité de ces énergies, le Cluster TWEED a réalisé la présente étude qui se fixe les trois principaux objectifs suivants : > Analyser la rentabilité des investissements dans les différentes filières des énergies renouvelables et conventionnelles, tant du point de vue microéconomique que du point de vue macroéconomique. > Identifier les filières des énergies renouvelables dans lesquelles il convient de prioritairement investir, de sorte à maximiser les bénéfices micro et macroéconomiques pour la Wallonie tout en respectant les objectifs wallons, belges et européens de production d énergies renouvelables. > Établir différents scénarii de mix énergétiques, identifier un scénario optimal. Cette étude se divise par ailleurs en cinq parties : > La première partie définit les objectifs de production et consommation d énergie à considérer lors de l élaboration d un mix de production énergétique. > La deuxième partie réalise l analyse microéconomique des différentes filières renouvelables et conventionnelles de production d énergie, et s attèle à calculer le coût de production du MWh de chacune d entre elles. > La troisième partie réalise l analyse macroéconomique des différentes filières renouvelables et conventionnelles de production d énergies, et s attèle à calculer le coût sur la balance commerciale et l impact chiffré sur le nombre d emplois wallons de chacune d entre elles. > La quatrième partie définit les contraintes { inclure dans l équation visant { maximiser les bénéfices financiers : l indépendance énergétique, le maintien de l équilibre du réseau et la minimisation de l empreinte carbone. > La cinquième partie expose trois scénarii et met en évidence les avantages et inconvénients de chacun. Une conclusion reprend les constatations essentielles résultantes de l étude. Outre notre forte dépendance énergétique aux énergies fossiles et l augmentation des prix de l énergie qui s en suit, il n est pas vain de rappeler qu un effort perpétuel et urgent nous est à fournir : la maîtrise durable de l énergie est en effet un gage de sécurité, tant au niveau environnemental, économique que social. Si cette présente étude s attarde davantage sur ces deux derniers points de sécurité, elle n en demeure pas moins en lien direct avec les objectifs 1 Potentiel d'énergies renouvelables en Région wallonne, décembre 2011 Cluster TWEED Cluster TWEED 7/99

8 de réduction des émissions mondiales de gaz à effet de serre de 50% à 85% en 2050 par rapport à leur niveau de 1990, pour limiter le réchauffement climatique { 2 C d ici Il semble également important de rappeler que les coûts des investissements dans les énergies renouvelables, bien que pouvant parfois être considérés comme élevés à première vue, seront nettement moins élevés que les coûts liés à la dépendance énergétique et aux conséquences du changement climatique. Le rapport Stern, datant de 2006, posait les jalons d une telle réflexion sur l économie du changement climatique. Il conviendra dès lors de garder l esprit critique nécessaire lors de considérations financières parfois trop réductrices, dernières qui reposent par ailleurs sur des hypothèses sujettes à modification dans le temps (variabilité des coûts, évolution des technologies, etc.). L équipe du Cluster TWEED vous souhaite une agréable lecture et reste { votre disposition pour toute remarque ou question. Note indicative sur les études du Cluster TWEED «Potentiel des énergies renouvelables en Région wallonne» L objectif principal de la précédente étude du Cluster TWEED était de définir un scénario ambitieux pour atteindre 20% d énergies renouvelables dans la consommation finale d énergie wallonne en Pour ce faire, l étude : > estime le coût d'investissement de chaque filière ; > estime le potentiel technique de production de chaque filière ; > estime les retombées économiques pour la région de chaque filière ; > réalise une vue globale des technologies disponibles sur le sol wallon ; > calcule le coût de production du MWh de chaque filière (hors mécanismes de soutien) ; > détermine le montant global des investissements du scénario ; > établit les mécanismes de financement à mettre en place pour soutenir chaque filière des énergies renouvelables qui apparaissent dans le scénario. La présente étude est en parfaite continuité. Elle s appuie dès lors sur une série de données récoltées ou calculées dans l étude datant de décembre 2011 pour évaluer la rentabilité des énergies renouvelables au sein du marché global des énergies (tant conventionnelles que renouvelables). A ce titre, l on peut dire que l étude sur le potentiel des énergies renouvelables en Région wallonne constitue une fondation utile de la présente étude sur la rentabilité des énergies renouvelables. 2 GIEC, Changements climatiques 2007 : rapport de synthèse - page 20. Cluster TWEED 8/99

9 1 PREMIÈRE PARTIE : OBJECTIFS DE PRODUCTION ET DE CONSOMMATION OBJECTIFS EUROPEENS POUR 2020 Le Conseil européen a, en mars 2007, fixé pour l Union européenne les objectifs suivant : > 20% de réduction des émissions de GES d ici 2020 par rapport { 1990 ; > 20% d économie de la consommation énergétique de l'ue par rapport aux projections pour l'année 2020, telles qu'elles sont estimées dans le Livre vert de la Commission sur l'efficacité énergétique ; > 20% d'énergies renouvelables dans la consommation énergétique finale de l'ue d'ici OBJECTIFS BELGES ET WALLONS POUR 2020 Objectifs généraux Afin de mettre en œuvre la Directive 2009/28/EC et la stratégie Europe , la Belgique a quatre objectifs en matière d énergie et de changement climatique { l horizon 2020 : 1. Une réduction de 15% des émissions de gaz à effet de serre par rapport à leur niveau de 2005 dans les secteurs qui ne sont pas couverts par le système communautaire d échange de quotas d émission (les secteurs dits non ETS), y compris les plafonds d émission pour la période allant de 2013 { 2020 (trajectoire linéaire vers l objectif) ; 2. Un objectif indicatif de réduction de 18% de la consommation d énergie primaire en 2020 par rapport à la baseline PRIMES ; 3. Une part de 13% des sources d énergie renouvelables dans la consommation finale brute d'énergie ; 4. Un objectif d une part de 10% d énergie finale consommée dans le transport qui doit être produite à partir de sources renouvelables dans leur ensemble, et pas uniquement à partir de biocarburants de première génération 5. Nous pouvons d ores et déj{ évaluer la progression dans l atteinte des trois derniers objectifs. Le deuxième objectif de réduction de 18% de la consommation d énergie primaire en 2020 se traduit comme suit : BE2010 BE BE2020 Changement requis ,9 51,6 43,6-7,9 Tableau 1 : Évolution de la consommation primaire d'énergie 2010 à 2020 (Mtep) Source : Programme national de réforme - Belgique 2013 La consommation primaire d énergie de 2020 doit dès lors être réduite de 7,9 Mtep. 3 Programme national de réforme - Belgique Les autres directives EU liées à l utilisation de sources d énergie renouvelable existent ne sont pas analysées dans la présente étude, qui se focalise principalement sur la Wallonie. 4 Le modèle PRIMES est un modèle à équilibre partiel qui a pour but la modélisation du futur secteur énergétique européen. 5 Les biocarburants de seconde génération sont produits à partir de matières premières non alimentaires, telles que des déchets ou de la paille. Position du Secrétaire d État { l Environnement et à l Énergie Melchior Wathelet sur les biocarburants, 2 juillet L hydrogène et l électricité peuvent également contribuer { l atteinte de cet objectif. 6 Eurostat 31 janvier 2013 et Programme national de réforme - Belgique 2013 Cluster TWEED 9/99

10 Le Gouvernement wallon 7 a quant à lui fixé les objectifs suivants pour 2020 : 1. Réduire de 30% les émissions de GES par rapport à leur niveau de 1990 (et de 80 à 95% d ici 2050). 2. Tendre { 20% d énergie renouvelable dans la consommation finale de la Wallonie ; 3. Atteindre au minimum GWh d électricité d origine renouvelable ; 4. Parvenir { l approbation d un cadre de référence pour l'implantation d'éoliennes et à GWh d électricité d origine éolienne (grand éolien ; soit plus d un 1MW 8 ) ; 5. Parvenir { GWh d électricité d origine photovoltaïque 9. Afin d évaluer l atteinte des objectifs belges et wallons liés aux énergies renouvelables, il convient d introduire la notion de consommation finale brute, définie par la même Directive 2009/28/EC, qui reprend la consommation finale totale augmentée de l autoconsommation d électricité et de chaleur dans les centrales ainsi que des pertes en réseau (production et transport). La consommation finale brute wallonne pour 2011 est ainsi estimée à GWh. La part d énergie renouvelable y était de 8,8% et est répartie de la manière suivante : Secteur GWh 2012 % 2012 E-SER ,7 % C-SER ,7 % T-SER ,1 % Total SER ,5 % => doit atteindre 13% (objectif belge) ou tendre vers 20% (objectif wallon) TOTAL % Tableau 2 : Production d'énergie brute renouvelable dans la consommation finale brute de la Wallonie en 2011 (en %) Source : Bilan énergétique de la Wallonie Bilan de production et de transformation, Avril 2013 Une part de 11,2 % (par rapport à 2011) de la consommation finale brute reste à lier à l utilisation d énergie renouvelable si l on considère l objectif wallon de tendre vers 20%. Notons également l objectif spécifique de 10% d énergie finale consommée dans le transport qui doit être produite à partir de sources renouvelables 10. Les trois derniers objectifs wallons sont détaillés ci-après. La progression de leur atteinte est également évaluée. 7 Déclaration de Politique Régionale (DPR) wallonne du 16 juillet 2009, valable pour les 3 premiers points, p60 et p Les objectifs de production pour les filières éolien et photovoltaïque ont été fixés en Objectif : 8000 GWh d'électricité renouvelable en Wallonie à l'horizon 2020 Apport du grand éolien et du photovoltaïque, 18 juillet ibid. 10 L objectif wallon serait identique { l objectif national, selon le facilitateur biocarburants. Notons que la capacité de production (bioéthanol, biodiesel) présente en Wallonie est suffisante pour l atteindre. Cluster TWEED 10/99

11 Pour chaque filière de production d électricité d origine renouvelable, l on peut dès lors comparer les volumes de production de 2012 avec les volumes potentiels de production 11 : Tableau 3 : Production d'électricité renouvelable en Région wallonne synthèse (GWh) L on peut également analyser l évolution de la production d électricité par filière : Tableau 4 : Évolution par filière de la production d électricité issue de sources renouvelables d énergie en Wallonie (GWh) Source : Bilans énergétiques wallons Les données de l année 2013 sont provisoires. La production d électricité photovoltaïque est sans conteste celle qui fait preuve de la plus rapide et grande croissance. A contrario, la production d hydroélectricité reste stable. Notons par ailleurs que la part wallonne de production éolienne offshore des parcs déjà opérationnels est estimée fin 2012 à 250 GWh Les volumes potentiels de production sont détaillés dans l annexe Potentiel des énergies renouvelables en Région Wallonne. PMDE est l acronyme du Projet d actualisation du Plan pour la Maitrise Durable de l Énergie. 12 Sur la base d une clé population, il est supposé que 30% de la production offshore située en Mer du Nord seront attribués à la Wallonie. Cluster TWEED 11/99

12 2 DEUXIÈME PARTIE : ANALYSE MICROÉCONOMIQUE 2.1 PRESENTATION THEORIQUE DE LA METHODOLOGIE DE CALCUL Diverses formules ou indicateurs financiers existent pour calculer ou évaluer la rentabilité d investissements et sont applicables à des investissements effectués dans des technologies de production d énergie. Parmi ceux-ci, on peut notamment citer : > Le coût de production > Le coût de revient > Le Temps de Retour sur Investissement ou T.R.I. > La Valeur Actualisée Nette ou V.A.N. > Le Taux Interne de Rentabilité ou T.I.R. > Le rendement annuel moyen > Le rendement de l'investissement > Le coût de production moyen actualisé Nombre d études utilisent de tels indicateurs pour calculer ou évaluer la rentabilité des énergies renouvelables. La présente étude se focalise sur le coût de production d un MWh (électrique ou thermique) produit sur base d une technologie particulière (nucléaire, éolien, etc.) et d une énergie primaire renouvelable ou conventionnelle. Ce coût de production est calculé sur base de coûts d'investissement actuels. Il ne tient pas compte des mécanismes de soutien existants et des potentiels coûts futurs liés aux contraintes du réseau électrique 13. Après une série de considérations sur le coût de production du MWh, les méthodes de calcul de la précédente et de la présente étude du Cluster TWEED seront présentées. 13 Coûts pouvant s exprimer également par l installation de systèmes de stockage. Cluster TWEED 12/99

13 Considérations générales pour le calcul du coût de production Le coût de production peut être difficile à chiffrer. Pour le calculer, il convient en effet de prendre en compte l entièreté des coûts fixes et variables en fonction de la quantité d énergie produite tout au long de la durée de vie d une installation. Sans rentrer dans le détail, l on peut ainsi considérer que le coût de production correspond à la somme des différents coûts, plus ou moins difficiles à estimer. Type de coût Coût d investissement Coût des services Coût opérationnel (ou coût d exploitation) Coût des intrants Tableau 5 : Les coûts constitutifs du coût de production Exemple La construction d une centrale nucléaire exigera un investissement autrement plus conséquent que celle d une éolienne. Études préalables au lancement d'un projet (de faisabilité, d'incidence sur l'environnement, de stabilité des sols...), frais de gestion mais aussi, et surtout, transport des composants jusqu'au site, aménagement de celui-ci (routes d'accès, fondations, renforcement du sol, raccordement au réseau...). Le coût de maintenance et de l entretien de solaire PV est faible, à l inverse du coût de maintenance d une éolienne ou d une chaudière { pellets. Les énergies renouvelables tels que le PV et l éolien comportent des intrants { coût nul (soleil et vent), { l inverse d autres énergies tels que la cogénération ou le nucléaire. Le coût d investissement et le coût opérationnel incluent les autres types de coût mis à part le coût d intrants. Ces coûts seront les seuls à apparaître dans les calculs de coût de production. Le coût total de production est plus facile { estimer pour certaines technologies. C est par exemple le cas du coût de production d une installation éolienne vis-à-vis de celui d une centrale TGV. Le coût des intrants l explique. En effet, le vent sera par définition gratuit et sa production sera constante, tandis que le prix du gaz nécessaire à la centrale TGV est volatile ; pour peu que cette dernière n ait point encore été rentabilisée (que l investissement ait été remboursé) et que le prix du gaz devienne trop onéreux, le projet sera financièrement négatif. Notons au passage que les différents coûts peuvent être regroupés dans les grandes catégories de dépenses que sont le CAPEX 14 et l OPEX 15. Pour une technologie donnée, il est ainsi possible de déterminer l intensité du CAPEX : une technologie à CAPEX dit intensif présentera un CAPEX important et un OPEX faible. Cette distinction s avèrera utile pour rapidement caractériser et différencier les technologies de production d énergie. Technologie CAPEX OPEX Énergies renouvelables (hors Important Faible (intrants gratuits) biomasse) Nucléaire Important Faible Centrale fossile/biomasse Faible Important Tableau 6 : Illustration CAPEX OPEX 14 Le CAPEX, pour CApital Expenditures, comprend les dépenses d investissement nécessaires pour produire un MWh. 15 L OPEX, pour OPerational Expenditures, comprend les dépenses d exploitations nécessaires pour produire un MWh. Cluster TWEED 13/99

14 Calcul du coût de production dans la précédente étude du Cluster TWEED Le calcul du coût de production dans la précédente étude du Cluster TWEED était effectué pour définir un scénario permettant d atteindre 20% d énergies renouvelables dans la consommation finale d énergie de la Wallonie en 2020 tout en favorisant les filières compétitives. Le calcul était effectué sur base de la formule suivante : L on peut illustrer l utilisation de la formule pour le calcul du coût de production du MWh d une installation de panneaux photovoltaïques pour particulier : PV particulier Puissance caractéristique (kw) 3 Coût du kw ( /kw) Heures de fonctionnement 900 Production attendue (MWhél) 2,70 Durée de vie (années) 25 Coût opérationnel ( /MWh) 25 Le coût de production du MWh électrique pour cette installation est dès lors de 114. Pour les filières renouvelables qui nécessitent un combustible (chauffage à pellets par exemple), le coût de ce dernier doit bien évidemment être intégré dans le coût de production du MWh. Il est à noter que les études du Cluster TWEED mettent sur un pied d'égalité le mégawattheure électrique ( ) et le mégawattheure thermique ( ), comme le suggère le Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) et le stipule la Directive 2009/28/EC. Ce dernier considère en effet qu il n y a qu un seul watt (c est la quantité mesurée qui change, pas l unité utilisée pour la mesure). Pour les installations de cogénération typiquement, la production annuelle de la formule supra sera la somme des et des. De même pour le coût opérationnel qui sera relatif tant aux qu aux. Cluster TWEED 14/99

15 Calcul du coût de production dans la présente étude du Cluster TWEED CONTEXTE Le calcul du coût de production de la présente étude est effectué pour évaluer la rentabilité d investissements effectués par un consommateur. Une telle orientation se justifie par le simple fait que la production d énergie renouvelable couterait moins cher si la collectivité la prenait elle-même en charge plutôt que si elle était confiée à des sociétés privées. Pour comprendre la particularité du calcul, il convient tout d abord de distinguer les caractéristiques du consommateur et du producteur : Consommateur (ou prosumer) Ne dispose pas de capitaux à investir Emprunte pour investir Souhaite rentabiliser son investissement = Souhaite que son installation de production d énergie lui permettre de satisfaire ses besoins de consommation de la manière la moins coûteuse. Tableau 7 : Démarche d'investissement pour un consommateur et un producteur Producteur Dispose de capitaux à investir Investit sur fonds propres et emprunte Souhaite rentabiliser son investissement = Souhaite que son installation de production d énergie lui permette de produire des bénéfices financiers, qui pourront être réinvestis. Pour le producteur, la rentabilité de l installation est notamment fonction du coût revient 16 de l énergie produite et de son prix de vente sur le marché. Elle peut également être fonction du taux de rendement interne exigé, et du taux d intérêt de l emprunt dans le cas ou le producteur emprunte pour investir. Pour le consommateur, la rentabilité de l installation est fonction du coût de production de l énergie produite et du prix de vente (d achat) de l énergie sur le marché. Contrairement au producteur, il n a pas nécessairement les moyens d investir dans une installation et ne cherche d ailleurs pas { rémunérer un capital. Il recherche simplement la manière la moins couteuse de satisfaire ses besoins de consommation. Il a uniquement la capacité de payer chaque année une somme indexée telle qu elle rembourse l emprunt après n années. Le coût de l argent, lié au taux d indexation et au taux d intérêt de l emprunt, participe donc nécessairement comme les autres coûts au calcul du coût de production. Le coût de production d un MWh, tel qu il est calculé dans la présente analyse, reste constant sur toute la durée de vie de l installation. La consommation de l énergie produite se réalisera donc toujours au même coût. Physiquement, l énergie est certes produite au et à mesure de la consommation. Financièrement, l on peut cependant considérer que l achat de l installation de production d énergie revient { acheter une quantité définie de MWh, à les stocker et à les consommer par la suite. L idée est somme toute assez simple : le consommateur souhaite acheter une installation pour se prémunir d une augmentation potentielle voir probable du coût de l énergie du marché. Sur base du calcul du coût de production du MWh présenté ciaprès, il peut valablement estimer s il lui coute moins cher d effectuer cet achat ou de consommer au fil de l eau. 16 Le coût de revient, souvent appelé prix de revient, est le total des dépenses nécessaires pour fabriquer et vendre un produit ou service. Il est entre autres constitué du coût de production. Cluster TWEED 15/99

16 INCONNUE ET PARAMETRES L inconnue à calculer est le coût total de production d un MWh, qui tient compte des coûts de type CAPEX ou OPEX ainsi que du coût de l argent. Les différents paramètres de la formule de calcul sont les suivants : L investissement de départ pour l achat d une installation permettant la production d un MWh par année (exemple : pour une installation de PV produisant un MWh par année). Il n est pas à confondre avec l investissement total d une nouvelle installation. n i t La durée de vie de l installation en nombre d années (exemple : 25 années pour une installation de PV). L année i (exemple : 7 ème année d une éolienne dont la durée de vie est 20 années). Le taux d indexation. Ce taux est supposé fixe par hypothèse (exemple : 2%). La valeur de la production d énergie augmente chaque année au gré de l actualisation t. a Le taux d intérêt de l emprunt. Ce taux est supposé fixe par hypothèse (exemple : 5%). Ce taux est fonction de la perception du risque du projet ; il peut ainsi être plus élevé pour l installation d une nouvelle centrale nucléaire que pour l une installation d une nouvelle éolienne offshore. Le coût opérationnel indexé en l année i, limité { la maintenance et { l assurance tous risques pour garantir le bon fonctionnement et la pérennité de l installation. Le coût opérationnel est tout d abord estimé et exprimé en pourcentage de l investissement (exemple : 1% de pour une installation de PV) ; et ce sera annoté comme. Le coût du combustible (de la source d énergie), supposé constant durant toute la durée de vie de l installation. r Le rendement de la technologie, constitué du rendement électrique et du rendement thermique (exemple : et pour une petite cogénération biogaz). Le rendement a un impact sur le volume de production d énergie et doit dès lors être pris en compte dans le calcul du coût de production. Il est supposé constant durant la durée de vie d une installation technologique (il peut en réalité être dégressif, tel que pour le photovoltaïque). La production d énergie sera donc constante également. C est l inconnue à calculer, soit le coût total de production d un MWh en l année i. Ce coût total représente le revenu brut dont bénéficie le consommateur avec son installation de production d énergie. En effet, le coût total de production d un MWh représente une économie : c est l achat d un MWh d énergie évité. Le revenu net en l année i. Ce revenu net équivaut au coût total de l énergie produite en l année i diminué du coût opérationnel en l année i. Tableau 8 : Paramètres de la formule de calcul coût de production consommateur Pour rappel, aucune différentiation n est faite entre le MWh électrique et le MWh thermique. Les coûts d investissement et opérationnel incluent la TVA pour les technologies destinées aux particuliers (photovoltaïque, chaudière { pellets ). A l inverse, ces coûts n incluent pas la TVA des technologies destinées aux industriels (chaudière biomasse électrique, centrales conventionnelles, ). Par hypothèse, le taux d inflation est de 2% et le taux d emprunt de 5%. Cluster TWEED 16/99

17 EXPLICATION DETAILLEE Si le coût opérationnel indexé durant l année i vaut et que le coût total de l énergie produite durant l année i vaut, alors le revenu net équivaut au revenu brut diminué des frais opérationnels :. C est ce montant qui sert à rembourser l emprunt chaque année jusqu { son terme. Puisque le premier remboursement vaut, le coût total de production du premier MWh vaut. Ce coût total sera indexé chaque année. étant connu, il reste à calculer pour obtenir. Comme l on démontre en annexe Démonstration de la formule du calcule de rentabilité que ( ) avec, l équation est soluble. Pour obtenir le coût total de production du MWh sur toute la durée de vie de l installation (exprimée en n années), il suffira de calculer. Enfin, en cas de rendement inférieur à 100%, il vaudra diviser le coût total de production par le pourcentage de rendement :. Notons que dans le cas où le taux d intérêt de l emprunt (a) équivaut au taux d indexation (t), le premier revenu net devient. C est le coût de production au sens microéconomique. Remarquons également que si le taux d indexation est nul (t=0), le coût total de production du MWh devient une constante et la formule se simplifie. C est la formule classique qui permet de calculer l annuité constante d un emprunt au taux d intérêt a. La formule labélisée comme coût de production consommateur, est le fruit d une réflexion du Cluster TWEED et de son président Laurent Minguet. Cluster TWEED 17/99

18 COMPARAISON AVEC LA FORMULE LCOE Développée par l OCDE, l Agence Internationale de l énergie (AIE) et l Agence de l énergie nucléaire, la méthode retenue au niveau international pour évaluer et comparer les coûts de production des installations est celle du coût de production moyen actualisé, communément identifiée par l acronyme anglais LCOE pour «levelized cost of electricity». Appropriée pour calculer le coût de production du MWh d un producteur privé, la formule se calcule comme suit : Les paramètres étant les suivants : L investissement de départ. Le coût global annuel pour l année i, composé des coûts d exploitation fixes ou variables. n La durée de vie de l installation en nombre d années. i L année i. La quantité d énergie produite (en MWh) dans l année i. t Le taux d actualisation. Ce taux est supposé fixe par hypothèse. Tableau 9 : Paramètres de la formule de calcul du coût de production producteur (LCOE) Le défaut essentiel du LCOE est qu il ne tient pas compte des différents niveaux de risque spécifiques de chaque technologie lors de la comparaison de différents investissements 17. Dans la mesure où la technologie est plus risquée, la part d un financement par capitaux propres plus onéreux pourrait être supérieure, car les risques et la rentabilité des investissements sur un projet sont généralement proportionnels. Plus les risques sont élevés, plus le coût de l endettement et des capitaux propres est élevé, et plus la rentabilité nécessaire des investissements est grande. L utilisation du WACC 18 pour la détermination du taux d actualisation permet de corriger ce défaut, en considérant le taux d emprunt en plus du taux de rendement exigé : Les paramètres exprimés en pourcentage étant les suivants : e Le taux de rendement exigé. FP La part de fonds propres investis. a Le taux d intérêt de l emprunt. FE La part de fonds empruntés. La formule LCOE liée au WACC, labélisée coût de production producteur, sera calculée pour l ensemble des filières considérées, et permettra de clairement distinguer et comparer le coût de production du producteur de celui du consommateur. 17 Rapport Coûts prévisionnels de production de l électricité, AEN-AIE-OCDE, 09 juillet Weighted Average Cost Of Capital (WACC) ou Coût Moyen Pondéré Du Capital (CMPC), est le taux de rentabilité annuel moyen attendu par les actionnaires et les créanciers, en retour de leur investissement. Cluster TWEED 18/99

19 PARAMETRES DU WACC Taux de rendement exigé Comme évoqué précédemment, le taux de rendement exigé peut être plus élevé pour les filières à caractère industriel. Dans la présente étude, ils sont fixés comme suit : Tableau 10 : Taux de rendement interne par filière de production d'énergie (%) Ces taux de rendement se basent notamment sur les rapports Etude relative { l adaptation des taux de certificats verts de 3E et Technology Supply Curves for Low-Carbon Power Generation de Pöyry ainsi que sur les différents avis de la CWaPE. Notons que la géothermie n est pas reprise dans le tableau supra pour la bonne et simple raison qu elle ne fait pas l objet d une analyse approfondie dans la présente étude. De nombreuses incertitudes demeurent en effet sur le potentiel géothermique wallon. Divers forages de tests doivent encore être réalisés pour affiner son estimation. Cluster TWEED 19/99

20 Application pratique aux différentes filières Les résultats des calculs selon la formule classique sont repris ci-après sous la dénomination coût de production, pour comparaison avec les résultats des calculs selon la formule LCOE- WACC, sous la dénomination coût de production producteur, et la formule comprenant le coût de l argent pour le consommateur, sous la dénomination coût consommateur. Les valeurs attribuées aux divers paramètres ainsi que les résultats des calculs sont présentés dans des tableaux récapitulatifs en fin de cette partie. Au préalable néanmoins, chaque filière est caractérisée de manière détaillée sous la forme de fiches A4 reprenant l ensemble des paramètres : puissance et énergie, investissement, durée de vie, coût opérationnel et source d énergie / combustible. Le coût de production consommateur est également mentionné pour chaque filière. Une série de conclusions clôture enfin cette partie en effectuant une comparaison des différentes filières de production d énergie. Prix d achat d un MWh électrique Marché de détail D emblée et { titre de comparaison pour les filières de production d énergie électrique, nous pouvons situer le prix de l électricité bi-horaire wallonne dans la fourchette par MWh 19. Le prix de l électricité simple wallonne est quant à lui situé dans la fourchette par MWh 20. Afin de faciliter l analyse, nous fixons le prix { 220 par MWh électrique en moyenne 21. Ce prix de marché ne couvre qu une partie des filières et n est utile que pour effectuer une comparaison supplémentaire, toujours du point de vue du consommateur. Marché de gros Notons que le prix spot moyen pour les gros consommateurs équivalait quant à lui à 47 /MWh en tandis que le prix du MWh pour une entreprise moyenne est de Les questions du consommateur En somme, deux questions sont constamment { garder { l esprit lors de l analyse des diverses filières qui suit : Les investissements des consommateurs sont-ils rentables en regard des prix de vente du marché? Les investissements dans les énergies renouvelables sont-ils rentables? 19 APERE, Smartguide2013 p.27 ; estimation pour 1 er décembre 2012 basée sur les données de la CWaPE (redevance incluse). 20 ibid. 21 Renouvelle49, APERE. La tendance moyenne est calculée par la méthode des moindres carrés sur la dernière période d un an et de 5 ans. La TVA de 6% sur l électricité, d application dès le 1 er avril 2014, est prise en compte Belpex - Yearly Overview Le marché de l énergie en Observatoire de l Énergie SPF Économie. Ce prix s applique { la tranche de consommation IC (consommation de 500 à MWh/an). Cluster TWEED 20/99

21 HYDRAULIQUE Puissance et énergie La puissance de l installation est fixée à 100kW, la Région wallonne n ayant plus beaucoup de grands gisements fluviaux. Le nombre d heures de fonctionnement est fixé { heures en moyenne 24. En considérant un rendement de 85% 25, on obtient une production de 383 MWh. Investissement L investissement total pour une installation de 100kW est estimé { , ce qui revient { un coût de /kw. L investissement équivaut quant à lui à Durée de vie La durée de vie d une installation de production d énergie hydraulique est estimée { 30 ans. Coût opérationnel Le coût opérationnel est estimé à 32 / MWh et se compose de frais de maintenance et d'entretien de l'installation. Source d énergie La source d énergie de cette filière, l eau, est gratuite. Coût de production L énergie hydraulique présente un coût de production consommateur de 106 et un coût producteur de Facilitateur hydroénergie APERE : «La production hydroélectrique annuelle est estimée en fonction du facteur annuel d'utilisation. Le facteur annuel d utilisation (héq) d une installation { régime de fonctionnement variable est le nombre d heures équivalent de production { puissance fixe nominale pour produire l énergie annuelle mesurée tout au long des heures d une année. En Belgique, le héq se situe entre et h.» 25 Le rendement moyen des centrales hydrauliques s'échelonne entre 80 et 95% selon le facilitateur hydroénergie. Cluster TWEED 21/99

22 ÉOLIEN Puissance et énergie Trois puissances d éoliennes sont considérées et sont réparties sur les deux sous-filières éoliennes que sont l onshore et l offshore. Une puissance de 100 kw (petit éolien) et une puissance de kw (grand éolien) sont fixées pour l éolien onshore. Une puissance de kw est fixée pour l éolien offshore. Le nombre d heures de fonctionnement est par ailleurs fixé à heures pour le petit éolien et de pour le grand éolien. Les productions sont dès lors de respectivement 130 MWh, MWh et MWh par an. Investissement L investissement total pour une installation onshore de 100 kw est estimé à , ce qui revient à un coût de /kw 26. L investissement total pour une installation onshore de kw est estimé à , ce qui revient à un coût de /kw. Celui d une installation offshore de kw est estimé à , ce qui revient { coût de /kw 27. Durée de vie La durée de vie estimée est de 20 à 25 ans maximum 28 et est fixée à 20 ans par défaut. Coût opérationnel Le coût opérationnel est estimé à 30 /MWh pour le petit éolien, 20 /MWh pour le grand éolien onshore et 25 /MWh pour l éolien offshore. Source d énergie La source d énergie de cette filière, le vent, est gratuite. Coût de production Le coût de production consommateur s élève { 187 pour le petit éolien onshore, à 65 pour le grand éolien onshore et à 99 pour l éolien offshore 29. Au niveau du coût producteur, nous obtenons les chiffres suivants (dans le même ordre) : 243, 81 et Cette estimation est réalisée sur base des données obtenues par le Facilitateur éolien 27 KPMG, Offshore wind farms : A commercial perspective (Bremerhaven), 26 octobre > Aspects économiques des éoliennes Site web réalisé par Architecture et Climat - Faculté d'architecture, d'ingénierie architecturale, d'urbanisme (LOCI) Université catholique de Louvain 29 Notons un coût de production LCOE semblable de 138 /MWh mentionné sur Le Secrétaire d État { l Énergie Melchior Wathelet réforme le soutien { l éolien off shore, 19 Décembre 2013 Cluster TWEED 22/99

23 PHOTOVOLTAÏQUE Puissance et énergie Deux puissances de panneaux photovoltaïques sont considérées ci-après et correspondent à un type de consommateur : une installation de 3 kw pour un particulier et de 100 kw pour une entreprise. Le nombre d heures de fonctionnement est de 900 heures 30. La production est dès lors respectivement de 2,70 MWh et 90 MWh par an. Investissement Le prix du kwc s'élève à pour les applications résidentielles et de pour les applications industrielles 31. L investissement total pour une installation de 3 kw est dès lors estimé à et celle de 100 kw à Durée de vie Quelle que soit la puissance de l'installation, la durée de vie estimée est de 25 ans. Coût opérationnel Le coût opérationnel se limite à un changement d'onduleur à la moitié de la durée de vie de l'installation et s'élève à 25 /MWh et 17 /MWh pour, respectivement, les installations de petite et de grande taille. On considère ici que le nombre d'onduleurs est plus facilement modulable pour une grande installation et permet donc de faire des économies d'échelle. Source d énergie La source d énergie de cette filière, le soleil, est gratuite. Coût de production En prenant le coût de l argent en considération, le coût de production consommateur s élève { 154 pour le particulier et 201 pour l entreprise. Ces coûts ne prennent pas en considération les différentes mesures de soutien qui existent (compteur qui tourne { l envers, certificats verts, ), ce qui permet d effectuer une comparaison valable avec les autres filières de production d énergie. 30 En Belgique, une surface de 8 m2 de panneaux photovoltaïques (environ 1 kwc) peut produire annuellement environ 850 kwh, pour un système fixe dans des conditions optimales. Les 850 heures sont purement fictives et ne sont utilisées que pour effectuer une analyse similaire à la filière PV. 31 Ces estimations sont le fruit de la consultation des membres du Cluster TWEED et ont été comparées avec les estimations des fédérations EDORA et EPIA. Cluster TWEED 23/99

24 COGENERATION BIOMASSE Puissance et énergie Cette filière est scindée en deux afin de prendre en considération les économies d'échelle dues à la taille de l'installation. La puissance choisie pour la moyenne installation est de 600 kw électriques et celle de la grande installation de kw. Les coûts d investissements, opérationnels et du combustible sont estimés sur base de consultations d entreprises membres du Cluster TWEED. Ces coûts sont répartis sur la production d électricité et de chaleur. Afin de tenir compte de la difficulté de valoriser la chaleur 32, pour la moyenne installation, le rendement électrique est de 25% et le rendement thermique est de 40%, soit un rendement global de 65%. Pour la grande installation, le rendement électrique est de 25% et le rendement thermique de 30%, soit un rendement global 55%. La production finale est dès lors de MWh par an pour la moyenne installation et de MWh par an pour la grande installation ; le nombre d heures de fonctionnement par an étant fixé à heures pour la petite installation et heures pour la grande installation. Investissement L investissement total pour une installation de 600 kw est estimé à , ce qui revient à un coût de /kw. Celui d une installation de 5000 kw est estimé à , ce qui revient à un coût de /kw. Durée de vie Les durées de vie des installations sont considérées comme semblables et estimées à 20 ans. Coût opérationnel Le coût opérationnel est estimé à 35 /MWh pour la moyenne installation et à 29 /MWh pour la grande installation. Combustible Le coût du combustible est estimé à 22 /MWh pour les deux types d installations 33. En divisant ce coût par les rendements respectifs de 65% et 55% pour la moyenne et grande installation, l on obtient un coût de 34 et 40 /MWh. Coût de production En prenant le coût de l argent en considération, le coût de production consommateur s élève { 95 /MWh pour la moyenne installation et 83 /MWh pour la grande installation. Le coût de production producteur s élève quant { lui respectivement à 106 /MWh et à 90 /MWh. En tenant compte d une évolution du coût des combustibles de 2,5% par an, on obtient un coût de production producteur de 113 /MWh pour la moyenne installation et 98 /MWh pour la grande installation. 32 Dans la présente étude, la chaleur des cogénérations est toujours valorisée par hypothèse. 33 Étude relative a l'adaptation des taux d'octroi de certificats verts, mai 2013, 3E Cluster TWEED 24/99

25 CENTRALE BIOMASSE - ELECTRICITE Puissance et énergie Huit centrales fonctionnent en totalité ou en partie { la biomasse. Six d entre elles sont situées en Flandre, deux seulement en Wallonie (Bertrix et Awirs) 34. Seule l unité 4 de la centrale des Awirs (ancienne centrale au charbon reconvertie) a été convertie en unité de production d électricité avec pour combustible les pellets de bois et a une capacité de 80 MW 35. La puissance caractéristique est dès lors fixée à kw. Le rendement est quant à lui fixé à 34% 36. Investissement Du fait de la transformation de centrales classiques fonctionnant au charbon ou au gaz en centrales capables de produire de l électricité à partir de biomasse 37, il pourrait être opportun de calculer le coût d investissement sur base des seuls investissements de transformation, en considérant les centrales comme déjà amorties. Dans une optique de long terme, mieux vaut cependant estimer le coût d investissement de nouvelles centrales, qui est de l ordre de /kw 38. Durée de vie La durée de vie est fixée à 30 ans. Coût opérationnel Les frais opérationnels, du même ordre de grandeur que ceux des centrales nucléaires, peuvent être estimés à 16 /MWh. Combustible Le pellet, combustible le plus fréquemment utilisé, est considéré dans la présente étude. Son prix est fixé à 81 /MWh. Ce prix est calculé sur base du prix à la tonne de pellets de et de la consommation des Awirs. Coût de production Le coût de production consommateur équivaut { 115 /MWh tandis que le coût de production producteur est de 125 /MWh Information communiquée via l Espace de débat sur l énergie > Découvrez virtuellement notre centrale biomasse des Awirs 37 La centrale de Ruien a notamment été convertie en centrale 100% biomasse en Rapport Cou ts pre visionnels de production de l e lectricite, Édition 2010, IEA AEN (agence pour l énergie nucléaire) OCDE. Notons que la parité de 1 = 1,3$ est appliquée sur le coût de 2.963$/kW indiqué pour les centrales biomasse de cogénération dans l étude. 39 De Biomass Markets Weekly biomass markets news and analysis, Issue 13K-051, Wednesday 18 December 2013 argusmedia.com Cluster TWEED 25/99

26 COGENERATION BIOGAZ Puissance et énergie Cette filière est également scindée en deux, la puissance choisie pour la petite installation est de 100 kw électriques et celle de la grande installation de kw. Pour la petite installation, le rendement électrique est de 35% et le rendement thermique est de 25%, soit un rendement global de 60%. Pour la grande installation, le rendement électrique est de 35% et le rendement thermique de 30%, soit un rendement global de 65%. La production est dès lors de MWh par an pour la moyenne installation et de MWh par an pour la grande installation ; le nombre d heures de fonctionnement par an étant fixé à heures. Investissement L investissement total pour une installation de 100 kw est estimé à , ce qui revient à un coût de /kw. Celui d une installation de kw est estimé à , ce qui revient à un coût de /kw. Durée de vie Les durées de vie des installations sont considérées comme semblables et estimées à 20 ans. Coût opérationnel Le coût opérationnel est estimé { 30 /MWh pour la petite installation et à 24 /MWh pour la grande installation. Combustible Le coût du combustible est estimé à 30 /MWh pour la petite installation et 25 /MWh pour la grande installation. En divisant ce coût par les rendements respectifs de 60% et 65% pour la petite et grande installation, l on obtient un coût de 50 et 38 /MWh. Coût de production En prenant le coût de l argent en considération, le coût de production consommateur s élève { 117 pour la moyenne installation et 86 pour la grande installation. Le coût de production producteur s élève quant { lui respectivement à 133 /MWh et à 97 /MWh. En tenant compte d une évolution du coût des combustibles de 2,5% par an, on obtient un coût de production producteur de 143 /MWh pour la petite installation et 105 /MWh pour la grande installation. Cluster TWEED 26/99

27 SOLAIRE THERMIQUE Puissance et énergie Cette filière est également scindée en deux, la puissance choisie pour la petite installation pour particulier et celle de la grande installation pour entreprises. Une installation type pour un ménage se situe entre 4 et 5m² de capteurs solaires (orientés entre le Sud-Est et le Sud-Ouest avec une inclinaison entre 25 et 45 C). En première approximation on considère environ 1m² par habitant afin de couvrir 100% des besoins en période de non-chauffage (60% de fraction solaire en base annuelle). Afin de comparer les installations solaires thermiques avec d'autres technologies le facteur utilisé est de 1m²=0,7kW thermique 40 ; la puissance fixé à 3kW est donc proche de la moyenne. Il n'y a pas de taille type pour une entreprise, car la taille d'un système solaire thermique dépend du profil de consommation de cette entreprise 41. L installation, fixé à une puissance de 130 kw par hypothèse, correspond à environ 186m² de capteurs solaires et constitue une installation de taille importante, car il n'y a pas beaucoup d'installations solaires thermiques de plus de 250m² en Belgique. Le nombre d heures de fonctionnement { 650 heures, la production annuelle est de 1,95 MWh par an pour la moyenne installation et de 84,50 MWh par an pour la grande installation. Investissement L investissement total pour une installation de 3 kw est estimé à 5.400, ce qui revient à un coût de /kw. Celui d une installation de 130 kw est estimé à , ce qui revient à un coût de /kw. Durée de vie Les durées de vie des installations sont considérées comme semblables et estimées à 25 ans. Coût opérationnel Le coût opérationnel est estimé à 15 /MWh pour la petite installation et à 8 /MWh pour la grande installation. Source d énergie La source d énergie de cette filière, le soleil, est gratuite. Coût de production En prenant le coût de l argent en considération, le coût de production consommateur s élève { 176 /MWh pour la petite installation et 120 /MWh pour la grande installation. 40 Ces informations nous ont été aimablement été transmises par M. Jérémie De Clerck - Facilitateur Énergie Solaire Thermique Grands Systèmes (bureau d études 3E). 41 ibid Cluster TWEED 27/99

28 PAC Puissance et énergie La puissance de l installation est fixée à tandis que sa durée de fonctionnement annuelle est fixée à heures. La production d énergie thermique annuelle est dès lors de 20. La production d énergie électrique annuelle finale est de 15, en raison des 5 de consommation de la PAC. Le COP de la présente installation est de. Des détails sur la notion de COP sont fournis en annexe PAC Coefficient de performance, coût et statistiques. La production d énergie thermique finale par kw étant connue. Investissement Le budget { prévoir pour l installation d une pompe { chaleur dépend de plusieurs paramètres qui varient pour chaque situation (type de bâtiment, type de source froide, type de source chaude, puissance installée, ). Nous considérons la PAC de type air/eau, qui est la plus répandue en Région wallonne (4.631 installations en 2011, soit 60% du total des installations) 43. Le coût du kw est fixé à /kwth. Les détails du calcul sont fournis en annexe PAC Coefficient de performance, coût et statistiques. Durée de vie La durée de vie d une pompe à chaleur est estimée à 20 ans. Coût opérationnel Le coût de maintenance dépend du contrat de maintenance de l installateur (suivi { distance, entretien, nettoyage des filtres, analyse des bonnes performances du système, contrôle antifuite, contrat d intervention en cas de panne ). Le coût annuel de fonctionnement est de l ordre de 2,5 { 3,7 / selon l ADEME 44, ce qui équivaudrait de { pour l installation mentionnée supra. Il peut varier de 200 { selon le facilitateur EF4. Le coût annuel de fonctionnement est dès fixé { 272, soit { 18 /MWh. Source d énergie La source d énergie de cette filière, la chaleur terrestre, est gratuite. Coût de production Pour une durée de vie de 20 ans, le coût de production consommateur est de 142 /MWh. 42 Puissance typiquement installée pour le chauffage d un bâtiment ; la puissance installée pour le chauffage de l eau sanitaire est moindre, de l ordre de 3kW. 43 APERE, Smartguide ADEME, Brochure Les pompes à chaleur, mars 2007 Cluster TWEED 28/99

29 PV ET PAC Avec la démocratisation du photovoltaïque, il devient également intéressant, lorsque la température ambiante est suffisante (entre avril et septembre), de produire de l'eau chaude pour le chauffage et l eau chaude sanitaire (ECS) à partir d'une pompe à chaleur (PAC) alimentée en électricité provenant de panneaux photovoltaïques 45. Puissance et énergie La puissance de l installation photovoltaïque est fixée à 1. La puissance de la PAC est de 1 46 et le COP est de 4 ; un tel COP de 4 est valable pour une bonne PAC air/eau dans une maison bien isolée (k40). Le nombre d heures de fonctionnement par an est fixé à 850 heures pour l installation. La production annuelle finale est 3,40. Investissement L investissement total pour un installation combinée de 1 (PV de 1 et PAC est de 1 ) est estimée à Le coût du kw est donc de /kw. Durée de vie La durée de vie d une installation et estimée { 20 ans. Coût opérationnel Le coût opérationnel de 12 /MWh, est composé de frais de maintenance et d'entretien de l'installation. Source d énergie Les sources d énergie de cette filière, le soleil et la chaleur terrestre, sont gratuites. Coût de production L énergie issue d une installation PV-PAC présente un coût de production consommateur de Les données techniques et financières sont issues ou extrapolées (calculs propres) de l info fiche-énergie de l IBGE Les pompes a chaleur et le solaire photovoltaïque : le duo gagnant?, 20 octobre L aide de Ralph DAWIR, Facilitateur pompes à chaleur pour la Région wallonne (asbl ENERGIE FACTEUR 4), fut également précieuse. 46 La puissance de 10 kw de la PAC est indiquée pour une valeur de la température extérieure de 7 C comme référence à un régime de chauffage de départ de 35 C. Cluster TWEED 29/99

30 CHAUDIERE A PELLETS En Wallonie, l on comptait fin 2012 plus de poêles à pellets, chaudières à bois (pellets, bûches, mixte, plaquettes ou polycombustibles) et poêles-chaudières (pellets, bûches ou mixte) 47. Puissance et énergie La puissance typique est de l ordre 20kW tandis que le nombre d heures de fonctionnement est de l ordre de heures. Pour un rendement de 90%, la production annuelle est de 36 MWh. Investissement L on peut compter un prix de pour une installation de 20 kw de bonne qualité (chaudière, silo, vis sans fin ou système d'aspiration, ), soit un coût de 800 /kw. Durée de vie La durée de vie peut atteindre 20 ans. Coût opérationnel Le coût opérationnel est estimé { 4 /MWh. Combustible Le prix des pellets est de 50 à 58 /MWh pour l achat de granulés en vrac (achat de minimum 4 tonnes) et de 54 à 61 /MWh pour l achat des granulés en sac (achat de minimum une palette) 48 selon les estimations de l APERE ; prix qui sont relatifs au consommateur particulier. Ces derniers prix comprennent la livraison (maximum 30 km). Valbiom renseigne les mêmes estimations pour fin Le prix est dès lors fixé à 50 /MWh. En divisant ce coût par le rendement de 90%, l on obtient un coût de 56 /MWh. Coût de production Le coût de production consommateur est de 90 /MWh et de 98 /MWh pour le coût de production producteur. En prenant l hypothèse d une évolution du coût des combustibles de 2,5% par an, on obtient un coût de production producteur de 110 / MWh. 47 APERE, Smartguide et Renouvelle de décembre APERE, Smartguide ; estimations pour le 1 er décembre 2012 basées sur les données de ValBiom Cluster TWEED 30/99

31 CHAUDIERE BIOMASSE INDUSTRIELLE (AVEC RESEAU DE CHALEUR) Notons d emblée que la valorisation de la chaleur issue des chaudières biomasse industrielles se réalise dans notre étude via des réseaux de chaleur, également appelé «chauffages urbains». Les coûts d investissements (centrale et réseau), opérationnels et du combustible infra sont estimés sur base d un scénario de consommation d un quartier d une ville moyenne, c est-àdire d une densité de population de 2000 habitants/ 49. Puissance et énergie La puissance de l installation fonctionnant à base de plaquettes de bois est fixée à 5,5 MW. Le nombre d heures de fonctionnement est quant à lui fixé à heures ; seul l approvisionnement de la chaleur étant considéré. En considérant un rendement thermique de 85%, l on obtient une production thermique de MWh par an. Investissement L investissement total pour une installation de 5,5 MW est estimé { , { laquelle nous ajoutons un investissement de pour le réseau de chaleur 50, ce qui revient à un coût de /kw. Durée de vie La durée de vie de l installation est estimée { 20 ans. Coût opérationnel Le coût opérationnel est estimé { 5 /MWh 51. Combustible Le coût du combustible est estimé à 22 /MWh. En divisant ce coût par le rendement de 85%, l on obtient un coût de 26 /MWh. Coût de production En prenant le coût de l argent en considération, le coût de production consommateur s élève { 65 /MWh. Le coût de production producteur s élève quant { lui { 80 /MWh. En prenant l hypothèse d une évolution du coût des combustibles de 2,5% par an, on obtient un coût de production producteur de 85 /MWh. 49 «Étude à la mise en place de réseaux de chaleur en Région wallonne», TWEED, Mai Est considéré un réseau de chaleur de 4,4 km alimentant 500 maisons avec un coût de pose de 750 /mètre (traversée de routes, accotement, asphalte). 51 On tient compte de 4 /MWh pour les coûts opérationnels de la chaudière et de 4,25 /mètre pour la maintenance et l exploitation du réseau. Cluster TWEED 31/99

32 CHAUDIERE AU MAZOUT Notons d emblée qu en Wallonie, près de logements sont chauffés à base de pétrole (mazout, propane) 52 et consomment en moyenne 23 MWh par logement 53. Puissance et énergie La puissance typique d une chaudière pour un ménage permettant d absorber les pics de demande d eau chaude (sanitaire et de chauffage) est de l ordre 30 kw. On considère souvent qu'une installation correctement dimensionnée doit fonctionner à pleine puissance de à heures durant la saison de chauffe 54. Si l on fixe { heures le nombre d heures de fonctionnement annuel, la production équivaut à 60 MWh. Il faut encore tenir compte du rendement du système pour connaître le coût du MWh utile. La chaudière à condensation est la technologie de chaudière la plus performante disponible sur le marché. Elle récupère une part importante de la chaleur présente dans les fumées de combustion (rendement ± 105%). Le rendement des anciennes chaudières est quant à lui de l ordre de 85%. Le rendement est dès lors fixé à 90% et la production équivaut à 54 MWh. Investissement Le coût d achat d une nouvelle chaudière au mazout varie selon le type (au sol, murale), la taille (les puissances inférieures à 70 kw correspondent à des chaudières individuelles) ou encore la technologie (rendement, type de brûleur, ). Le coût d investissement est fixé à TVAC pour une chaudière classique de 30 kw 55. Ce coût n inclut pas les éventuels coûts supplémentaires comme le tubage de la cheminée. Durée de vie La durée de vie d une chaudière au mazout est de 20 à maximum 25 ans. La durée de vie est dès lors fixée à 20 ans. Coût opérationnel Les frais opérationnels peuvent être estimés à 4 /MWh. Combustible Le prix du combustible est fixé à 84 par MWh. Les détails de calcul sont fournis en annexe Chaudières coûts et statistiques. En divisant ce coût par le rendement de 90%, l on obtient un coût de 93 /MWh. Coût de production En intégrant le coût de l argent au coût de production, l on obtient un coût de production consommateur de 107 /MWh et un coût producteur de 109 /MWh (ou 129 /MWh si on tient compte d une évolution du coût des combustibles de 2,5% par an). 52 La Belgique compte à la fin installations domestiques de chauffage au mazout, soit chaudières en Région Bruxelloise, en Wallonie et en Flandre. Communiqué de presse Informazout 53 hez les clients résidentiels gaz naturel, on recense le client chauffage dont la consommation moyenne est de kwh/an (client type T2 - Eurostat D3)» ; Évolution des prix du gaz naturel sur le marche re sidentiel, CREG, juin 2012l 54 Mesures > Le rendement et la performance des systèmes > Estimer le surdimensionnement d'une chaudière 55 Cette information nous a aimablement été fournie par Valbiom. Cluster TWEED 32/99

33 CHAUDIERE AU GAZ Puissance et énergie La puissance typique est de l ordre 30 kw. Le nombre d heures de fonctionnement annuel est identique que celui de la chaudière à mazout, heures. Le rendement étant fixé à 90%, la production annuelle est de 54 MWh. Investissement L investissement pour chaudière classique au gaz est inférieur { celui d une chaudière au mazout. Il est fixé à TVAC pour une chaudière classique de 30 kw 56. Ce coût n inclut pas les éventuels coûts supplémentaires comme le tubage de la cheminée. Durée de vie La durée de vie d une chaudière au gaz est fixée à 20 ans. Coût opérationnel Les frais opérationnels peuvent être estimés à 3 /MWh. Combustible Le prix du gaz naturel par MWh pour un ménage wallon (incluant la redevance) se situe de 69 { 101 /MWh courant 2013 et de 72 { 87 /MWh fin décembre 2013 selon l APERE 57. Fin 2012, Valbiom l estimait { près de 70 /MWh 58. Dans la présente étude, le prix du combustible est fixé à 75 /MWh. En divisant ce coût par le rendement de 90%, l on obtient un coût de 83 /MWh. Coût de production En intégrant le coût de l argent au coût de production, l on obtient un coût de production consommateur de 90 /MWh et 98 /MWh pour le coût producteur. En prenant l hypothèse d une évolution du coût des combustibles de 2,5% par an, on obtient un coût de production producteur de 118 /MWh. 56 Cette information nous a aimablement été fournie par Valbiom. 57 APERE, Smartguide et Renouvelle de décembre 2013 ; estimation basée sur les données de la CWaPE. 58 Valbiom : Évolution des prix des combustibles bois par rapport au mazout de chauffage et au gaz Cluster TWEED 33/99

34 CENTRALE NUCLEAIRE Puissance et énergie La puissance électrique moyenne de nouvelles centrales nucléaires est de MW 59. Le rendement global des centrales nucléaires belges, de type REP (réacteur à eau pressurisée), est d'environ 33 %. La production d énergie thermique, supérieure { la production d énergie électrique, est autoconsommée dans une centrale nucléaire. Pour heures de fonctionnement par an, la production annuelle d électricité est de MWh. Investissement Le coût est fixé à /kw et correspond aux coûts de construction des derniers EPR en cours de construction : le réacteur de Flamanville 3 a été ainsi été estimé à 8,5 milliards et le réacteur d Olkiluoto 3 a été estimé { 8 milliards. Le coût total est dès lors de Durée de vie La durée de vie d une centrale nucléaire est estimée à 60 ans. Coût opérationnel Le coût opérationnel est estimé à 24 /MWh dont un coût fixe d opération et de maintenance estimé dans la littérature entre 86 à 121 /kw 60. Combustible Le prix de l uranium est fixé à 5 du MWh (primaire) et correspond à la moyenne des prix de ce combustible 61. Si l on considère le rendement de 33%, le prix du combustible est de 15 /MWh. Le coût variable des nouvelles centrales nucléaires est d ailleurs estimé dans la littérature entre 11 et 15 /MWh 62. Coût de production En intégrant le coût de l argent au coût de production, l on obtient un coût de production producteur de 102 /MWh. Notons que ce coût ne tient pas compte du coût long terme de stockage/traitement des déchets et du coût potentiel d un accident nucléaire grave. 59 Suivant le modèle de turbine et la configuration du cœur retenus, la puissance nette d un réacteur EPR varie entre MWe (Olkiluoto 3) et MWe (Taishan 1&2) Source : AREVA. 60 Pöyry, Technology Supply Curves for Low-Carbon Power Generation, Juin Le prix est estimé { 5,6 /MWh par la CREG, 7 /MWh par Electrabrel et 4,05 /MWh par la BNB ; voir les études mentionnées en références à ce titre. 62 ibid Cluster TWEED 34/99

35 CENTRALE AU GAZ TGV Puissance et énergie La puissance moyenne des dix centrales TGV en Belgique est de 388 MW. Elle est de l'ordre de 400 MW selon le Portail Environnement de Wallonie. La puissance est dès lors fixée à kw 63. Le nombre d heures d utilisation est fixé à 4000 heures 64. La production annuelle est dès lors de MWh. Le rendement est quant { lui de l ordre de 55% 65. Investissement D emblée, notons que l investissement d une centrale TGV est faible par rapport aux frais opérationnels essentiellement composés par l achat du gaz dont le coût est imprévisible. Le coût d investissement d une centrale au gaz était de l ordre de 700 { 800 /kw en 2010, sera de l ordre de 650 à 700 /kw en 2030 et de 600 à 700 /kw en En considérant le haut de la fourchette en 2030 pour le coût du kw, le coût total d investissement s élève { 245 M. Notons à titre d information/confirmation que le coût de construction d une centrale au gaz classique est estimé de 370 { /kw selon l AIE en 2010, soit 825 /kw en moyenne. Un coût de 700 /kw est considéré dans cette étude. Durée de vie La durée de vie de la centrale TGV classique est fixée à 20 ans. Coût opérationnel Le coût opérationnel estimé est de 13 à 17 /kw 67 et à 4 /MWh. Combustible Le prix du gaz conventionnel est estimé à 30 /MWh 68. Si l on considère le rendement de 55%, le prix du combustible est de 55 /MWh. Coût de production Le coût de production consommateur est de 70 /MWh. Le coût de production producteur est quant à lui de 74 /MWh (voire 88 /MWh si on considère une évolution de 2,5% par an du prix des combustibles) Indicateurs > Procédés > Production d'électricité 64 Bilan énergétique de la Wallonie 2011, Bilan de production et de transformation, Avril ibid. Le Portail Environnement de Wallonie estime que le rendement d une centrale TGV est de 55 à 60%. 66 Étude relative a l'adaptation des taux d'octroi de certificats verts, mai 2013, 3E 67 A Low-carbon roadmap for Belgium - Energy sector document, ibid 68 Ces 30 comprennent 26 de gaz importé et 4 de tarif de distribution. Il est estimé { 32,5 pour une puissance plus grande { 1 MW, par l Étude relative à l'adaptation des taux d'octroi de certificats verts, mai 2013, 3E Cluster TWEED 35/99

36 CENTRALE AU CHARBON Notons d emblée que les centrales au charbon sont amenées à disparaître en Belgique pour cause de pollution trop importante 69. En Flandre, c est en bonne voie ; la centrale électrique de Ruien en Flandre orientale a récemment fermé ses portes en septembre En Wallonie, c est déj{ le cas, puisqu il n y a plus de centrale utilisant le charbon pour produire de l e lectricite depuis Malgré ces considérations, le coût de production du MWh des centrales au charbon peut néanmoins être calculé. Puissance et énergie La puissance moyenne des centrales thermiques en Belgique est de 432 MW, sur base des 7 centrales au charbon actives en Elle est de l'ordre de 125 à 300 MW selon le Portail Environnement de Wallonie 70. La puissance est dès lors fixée à 300 MW. Le rendement de transformation de l'énergie est relativement faible et se situe autour de 35%. Investissement Le coût d investissement d une centrale au charbon était de l ordre de { /kw en 2010, sera de l ordre de { /kw en 2030 et de { /kw en En considérant le bas de la fourchette en 2030 pour le coût du kw, le coût total d investissement s élève { 375 M. Notons à titre d information/confirmation que le coût de construction d une centrale au charbon classique est estimé de 900 { /kw selon l AIE en Un coût de /kw est considéré dans cette étude. Durée de vie La durée de vie est fixée à 30 ans. Coût opérationnel Le coût opérationnel estimé est de 18 à 22 /kw et de 3 /MWh. Combustible Le prix du charbon conventionnel est estimé { 13 /MWh 71. Si l on considère le rendement de 35%, le prix du combustible est de 37 /MWh. Coût de production Le coût de production producteur est de 54 /MWh (ou 64 /MWh si on considère une évolution de 2,5% par an du prix des combustibles). 69 Directive 2001/80/CE du Parlement européen et du Conseil du 23 octobre relative { la limitation de l émission de certains polluants dans l atmosphère en provenance des grandes installations de combustion ; paru au Journal Officiel L 309 du Indicateurs > Procédés > Production d'électricité 71 IEA 2010 Median Case Cluster TWEED 36/99

37 TABLEAUX DE SYNTHESE DE L ANALYSE MICROÉCONOMIQUE Cluster TWEED 37/99

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40 Conclusions de la partie microéconomique Suite aux trois types de calculs du coût de production du MWh, les filières peuvent être classées par ordre croissant d un certain type de coût de production, tel que l illustre le tableau comparatif suivant : Tableau 11 : Coût de production du MWh pour les filières renouvelables et conventionnelles de production d énergie Légende : /MWh correspond au calcul classique, /MWh_ correspond au calcul consommateur et /MWh_P correspond au calcul producteur (L OE). Le tableau est classé par ordre croissant de /MWh_. Il est désormais possible de répondre aux deux questions mentionnées en début d analyse des filières. Cluster TWEED 40/99

41 Les investissements des consommateurs sont-ils rentables en regard des prix de vente du marché? Le prix de vente de l électricité sur le marché de détail ayant été fixé { 220 par MWh électrique en moyenne, il est indiscutable qu il est rentable pour le consommateur d investir dans les énergies renouvelables. Rappelons que le taux de rentabilité est néanmoins variable. En effet, les coûts de production du MWh mentionnés supra sont obtenus en considérant divers paramètres dont la durée de vie notamment. Le coût de production du MWh d une installation solaire thermique à sa quinzième année de vie est nettement supérieur à celui de vingt-cinquième année (durée de vie totale considérée dans la présente étude). Notons que seules certaines filières sont bien entendu financièrement accessibles pour le consommateur particulier, tel que les filières chaudières à pellets ou photovoltaïque ; le coût d investissement initial étant plus ou moins élevé selon la filière considérée. L analyse avait cependant également pour but de calculer le coût de production consommateur pour les filières dont le coût d investissement est élevé de sorte à pouvoir alimenter un autre type de réflexion. L achat groupé par un millier de consommateurs particuliers dans une éolienne onshore peut de la sorte s avérer extrêmement rentable et présenter un coût de production du MWh moindre que celui d un producteur privé. Les investissements dans les énergies renouvelables sont-ils rentables? Diverses filières de production d énergie renouvelable sont plus compétitives que certaines filières conventionnelles. Le coût de production du MWh d un producteur privé pour des grandes installations de cogénération biomasse est ainsi proche de celui des centrales TGV. Afin de structurer la réflexion, la compétitivité des filières de production d énergie renouvelable peut être analysée en partant d une part des centrales conventionnelles à faible coût de production, et des chaudières individuelles { coût moyen de production d autre part. Les volumes potentiels de production de ces filières 72 sont également à considérer pour pouvoir établir des comparaisons réalistes. Centrales conventionnelles point de vue du producteur Comme évoqué précédemment, les grandes installations de cogénération biomasse sont à même de remplacer les centrales TGV. C est également vrai pour les nouvelles centrales nucléaires dont le coût producteur est peu compétitif alors même qu il ne tient pas compte du coût long terme de stockage/traitement des déchets et du coût potentiel d un accident nucléaire grave. Les évolutions différenciées du prix des combustibles auront un impact décisif sur la rentabilité de ces filières de cogénérations biomasse. Le grand éolien onshore constitue une autre filière de production d énergie renouvelable capable de rivaliser avec les centrales conventionnelles ; elle est en effet attractive tant du point de vue économique que du point de vue de son potentiel. La grande installation de cogénération biogaz et la moyenne installation de cogénération biomasse constituent deux filières de production d énergie renouvelable dont les coûts de 72 Les volumes potentiels de production sont détaillés dans l annexe Potentiel des énergies renouvelables en Région Wallonne. Cluster TWEED 41/99

42 production du MWh sont plus élevés que ceux des centrales conventionnelles. Elles devraient néanmoins à moyen terme être capables de se substituer à celles-ci ; elles ont en effet notamment pour avantage de valoriser des sous-produits agricoles. Notons enfin que la filière centrale électrique biomasse n est pas { même de rivaliser avec les filières conventionnelles, en raison notamment de son faible rendement et de son coût de combustible élevé. Chaudières conventionnelles point de vue du consommateur La chaudière à pellets constitue d ores et déj{ une alternative rentable aux chaudières au mazout, et est aussi compétitive que les chaudières au gaz. Le coût de production du MWh de ces dernières étant davantage corrélé au coût du combustible, cela devrait d autant plus favoriser le choix de la chaudière à pellets comme technologie de production de chaleur pour le consommateur particulier. Notons également que le chauffage électrique, non repris dans ce tableau, même en prenant compte le coût de l électricité au tarif de nuit (170 / MWh), est encore plus cher que le chauffage au mazout. Les filières de cogénération biomasse et de cogénération biogaz représentent également des alternatives rentables aux chaudières classiques, que l on considère le coût de production consommateur ou le coût de production producteur. Précisons que l utilisation de ces technologies étant souvent indépendante de la volonté du consommateur particulier, celles-ci devant en effet être concrétisées par l implantation de réseaux de chaleur. Autres filières point de vue du consommateur Parmi les filières de production d énergie renouvelable à partir du soleil, c est la filière du grand photovoltaïque et du grand solaire thermique qui proposent les coûts de production consommateur les plus bas. S ensuivent la filière du petit photovoltaïque et enfin la filière solaire thermique de petite puissance. Le consommateur a par exemple tout intérêt à investir dans le photovoltaïque : en effet, le coût du MWh consommateur du solaire PV (154 / MWh hors coût de réseau) est dès à présent plus intéressant que le prix du réseau (220 / MWh). Parmi les filières de production d énergie renouvelable à partir de vent, c est la filière du grand éolien onshore, déj{ évoquée, qui propose le coût de production consommateur le plus bas et qui devrait donc être privilégiée. S ensuivent l éolien offshore et le petit éolien onshore. Seules les filières de l hydraulique et de la PAC n ont point encore été mentionnées. La première ne peut faire l objet d un fort développement, son potentiel étant très faible. La filière de la PAC 73, quant à elle, présente un coût de production du MWh pouvant être qualifié de moyen et un montant d investissement relativement élevé. Son potentiel est cependant élevé. Notons par ailleurs que lorsque la PAC est associée au PV, pour satisfaire des besoins d eau chaude sanitaire, le coût de production du MWh peut être considéré comme très compétitif par rapport aux autres filières en chaleur verte et est une excellente alternative aux énergies fossiles pour le consommateur. 73 Installation destinée { produire de l eau chaude pour le chauffage. Cluster TWEED 42/99

43 3 TROISIÈME PARTIE : ANALYSE MACROÉCONOMIQUE 3.1 BALANCE COMMERCIALE Afin de calculer l impact du développement d une filière de production d énergie renouvelable sur la balance commerciale, il convient d estimer la diminution ou l augmentation des importations des divers combustibles (pétrole, gaz, biomasse, biogaz) utilisés dans le mix énergétique global. SUBSTITUTION DES FILIERES Des hypothèses de substitution de filières énergétiques sont établies : > Les filières productrices d'électricité renouvelable se substituent aux filières utilisant du gaz comme combustible. > Les filières productrices de chaleur renouvelable se substituent aux filières utilisant du fuel comme combustible. > Les filières à cogénération biomasse se substituent aux filières utilisant du fuel et du gaz comme combustibles ; les proportions de gaz et de fuel évitées étant calculées en tenant compte des rendements de la filière. > Les filières à cogénération biogaz ne se substituent pas aux { d autres filières, l on considère en effet que seuls les déchets organiques locaux sont utilisés et valorisés. COUT D IMPORTATION DES COMBUSTIBLES Des hypothèses de coûts d importation 74 sont également établies : > Le prix du baril 75 de pétrole est fixé à 80, soit 50,03 /MWh 76. Cependant, compte tenu du raffinage dont le rendement est de 80%, le coût est fixé à 62,87 /MWh. > Le prix spot du gaz 77 est fixé { 26 /MWh. > Le prix des pellets est fixé à 25 /MWh 78 pour la chaudière à pellets et pour la centrale à biomasse ; le cout d'importation des pellets particulier et industriels sont en effet identiques. Le prix des pellets pour la centrale à biomasse est également appliqué par hypothèse aux autres combustibles utilisés dans les centrales à biomasse, tels que les plaquettes. > Le prix de la biomasse utilisée dans les installations de cogénération est fixé à 22 /MWh primaire. > En considérant un taux d inflation annuel de 2,5%, les précédents prix augmenteront d approximativement 15% d ici fin Ces hypothèses sont relatives aux coûts des divers combustibles primaires ; les coûts totaux des combustibles ayant été définis précédemment mars Puisque 7,3 barils équivaut à litres de pétrole et que 1 litre de pétrole équivaut à 10 kwh le 16 janvier ; : Index, estimations et prix actuels Luminus Optimal Cluster TWEED 43/99

44 > 50% de la biomasse est considérée comme importée, la Région wallonne étant capable de produire une grande partie de cette biomasse. Le biogaz est quant à lui entièrement local. Les diverses hypothèses pour l estimation de l impact financier d un scénario énergétique sur la balance commerciale peuvent être résumées comme suit : Tableau 12 : Hypothèses pour le calcul de la réduction de la facture énergétique ÉNERGIE PRIMAIRE Le point de départ pour le calcul de l impact du développement d une filière de production d énergie renouvelable sur la balance commerciale est l objectif de production en 2020 (GWh). Cependant, pour connaître la véritable réduction de la facture énergétique, il convient de tenir compte de l énergie primaire importée et non de l énergie finale et utile. Les déperditions d énergie doivent être incluses dans le calcul du coût d importation des combustibles : > Un taux de rendement de 55% 79 est appliqué pour estimer la quantité de gaz évité. > Un rendement de 90% 80 est appliqué pour estimer la quantité de fuel évité. > Le taux relatif à chaque filière liée à la consommation de biomasse est appliqué pour estimer la quantité de biomasse nécessaire. Pour chaque scénario de production d énergie en 2020, la quantité d'énergie primaire qui n est pas importée (énergie conventionnelle) et qui est importée (énergie-biomasse) du fait du développement des filières renouvelables sera donc calculée, ainsi que le gain financier qui y est afférent. Les résultats des calculs seront présentés conjointement avec l impact en termes de création d emplois sous la forme de tableaux lors de l étude de scénarii de mix énergétique, objet de la quatrième et prochaine partie de la présente étude. 79 Défini supra comme taux de rendement pour les centrales TGV. 80 Défini supra comme taux de rendement pour les chaudières au mazout. Cluster TWEED 44/99

45 3.2 VALEUR AJOUTEE ET CREATION D EMPLOIS Notons d emblée que seule la création d emplois dans le secteur des énergies renouvelables est considérée ; la suppression éventuelle d emplois dans le secteur des énergies conventionnelles, qui peut y être liée n est pas considérée de par le manque d informations disponibles pour effectuer des estimations réalistes. SOURCES D INFORMATIONS Les statistiques sur l emploi reprises pour les diverses filières de production d énergie renouvelable se basent principalement sur l étude, sortie en 2009, «Putting renewables and efficiency to work : How many jobs can the clean energy industry generate in the US?», qui synthétise elle-même plusieurs autres études, dont un grand nombre d études européennes. Des statistiques complémentaires ont également été recueillies. L ensemble des sources a par la suite été comparé et analysé et certaines ont été écartées pour les raisons suivantes : > Fiabilité de la source non garantie > Données incomplètes > Technologie non-adaptée ou non-utilisée en Belgique ou Wallonie > Région étudiée différente de la situation belge avec notamment: o Des distances d approvisionnement plus importantes (biomasse) o Des phénomènes d économie d échelle o Des installations centralisées (PV) o Des conditions météorologiques plus favorables (soleil, vent, etc.) Cet apurement a permis d affiner la sélection des sources de manière { ce que les statistiques collent le plus possible avec la réalité du marché de l emploi en Europe, voire { tendre vers celle de la Belgique et de la Wallonie. ETP/MW & ETP/GWH Les statistiques sur l emploi sont généralement présentées sous la forme d équivalents temps plein par MW. Dans le cadre de la présente étude, il est d intérêt qu elles se présentent sous la forme d équivalents temps plein par GWh, les objectifs 2020 étant définis dans cette unité. Les statistiques sont dès lors normalisées comme suit : > Pour chaque technologie, la moyenne des chiffres issus des différentes sources (ETP/MWcrête) est réalisée. > Ensuite, les ETP/MWcrête sont normalisés en ETP/MWmoyen en les divisant par le facteur de charge 81 associé à la technologie. Cette opération a du sens étant donné qu il convient de construire plus de centrales ayant un facteur de charge plus faible pour délivrer la même puissance qu une centrale ayant un facteur de chargé élevé. > Enfin, la conversion en ETP/GWh se réalise en divisant par 8760 (heures dans une année) et en multipliant par 1000 (de mega à giga). Notons que les caractéristiques propres à chaque technologie (facteur de charge, pourcentage local, etc.) ont été mentionnées dans les tableaux de synthèse de la partie microéconomique. 81 Fraction de l année durant laquelle la centrale fonctionne { pleine puissance. Cluster TWEED 45/99

46 CIM ET O&M Les statistiques d emplois peuvent être séparées en deux grandes catégories : > CIM [construction, installation and manufacturing] : cette catégorie comporte les emplois relatifs à la fabrication des composants, la construction du produit et son installation. > O&M [operations and maintenance] : cette catégorie comporte les emplois relatifs aux opérations de fonctionnement et aux activités de maintenance de la centrale de production d énergie. Dans le cadre de la présente étude, elle intègrera par ailleurs les emplois créés pour l approvisionnement en combustible (biomasse). La différence principale entre le groupe CIM et le groupe O&M est que le premier se réalise une fois dans la vie d un projet tandis que le second a lieu chaque année jusqu au démantèlement de l installation. De la sorte les statistiques sur l emploi du secteur dépendront du nombre d installations ayant eu lieu au cours de l année, celles-ci étant les plus intensives en capital humain, mais également du nombre parfois important d installations déjà en service et à entretenir chaque année. EMPLOIS LOCAUX Si les statistiques démontrent la création de nombreux emplois théoriques, cela ne veut pas pour autant dire qu il en sera de même dans la réalité. En effet, tout d abord, les entreprises locales doivent avoir les compétences requises pour réaliser les opérations demandées (CIM ou O&M). Ensuite, la concurrence étant bien présente sur le marché, des projets peuvent être pris par des sociétés étrangères voire même être conçus en partie à l étranger. Pour refléter les effets de ces filtres sur l emploi théorique, un pourcentage d emplois pouvant être réalisé { l échelle locale est dès lors déterminé à partir des analyses (cartographiques 82 ) des principales filières renouvelables réalisées par le Cluster TWEED, en concertation avec les acteurs du secteur et { l aide d autres études reconnues. CALCULS En somme, le calcul d ETP par GWh pour chaque filière de production d énergie renouvelable se réalise en trois étapes : > l investissement est divisé en une partie relative au matériel et une partie relative à la main d œuvre ; > un pourcentage reflétant les compétences locales est défini ; > un pourcentage synthétisant les quotas locaux est appliqué aux emplois théoriques. Comme évoqués précédemment, les résultats des calculs seront présentés conjointement avec les impacts sur la balance commerciale sous la forme de tableaux lors de l étude de scénarii de mix énergétique, objet de la quatrième et prochaine partie de la présente étude. Une série de conclusions clôture cependant cette partie macroéconomique en effectuant une comparaison des différentes filières de production d énergie. Une analyse plus fine est par ailleurs réalisée et présentée infra pour les trois principales filières de production d énergie renouvelable que constituent la filière biomasse, filière éolienne et la filière photovoltaïque ; ; Cluster TWEED 46/99

47 ZOOM SUR LA FILIERE BIOMASSE Cluster TWEED 47/99

48 ZOOM SUR LA FILIERE EOLIEN Étude sur l impact micro et macroéconomique des énergies renouvelables en Région wallonne Cluster TWEED 48/99

49 ZOOM SUR LA FILIERE PHOTOVOLTAÏQUE Cluster TWEED 49/99

50 Conclusions de la partie macroéconomique Balance commerciale L analyse macroéconomique a tout d abord présenté la méthodologie permettant de chiffrer le gain (réduction de coût) sur la balance commerciale lié { la diminution d importation de combustibles fossiles du fait du développement des filières de production d énergie renouvelable. La réduction de la facture énergétique est dépendante d un mix énergétique établi et ne pourra dès lors qu être analysée lors de l élaboration des scénarii, en quatrième et prochaine partie étude des scénarii. Une comparaison des réductions pourra par ailleurs être réalisée lors de la comparaison générale des trois scénarii, dans les conclusions de cette étude. Il est néanmoins d ores et déj{ possible de mesurer l impact de chaque filière énergétique sur la balance commerciale, en partant des résultats (coût de production du MWh par filière) déjà présentés en fin d analyse microéconomique. Tableau 13 : Part importée et locale du coût de production par filière énergétique ( /MWh) (%) Cluster TWEED 50/99

51 Il est ainsi possible de constater que les filières conventionnelles 83, dont le coût de production du MWh est à plus des trois quarts constitué du coût du combustible importé, ont un impact très négatif sur la balance commerciale. Éolien (& PV) VS TGV (& Nucléaire) [,] En plus de sa compétitivité au niveau de son coût de production du, l éolien onshore est également macro économiquement plus intéressant que l électricité au gaz, surtout si le profit de la vente ne s évade pas { l étranger (via un actionnariat local). En effet, la part de MWh dédié { l économie étrangère est bien plus élevée au niveau de la filière TGV : cette part est ainsi de l ordre de 54 /MWh pour les centrales TGV et de seulement 22 /MWh pour la filière éolien onshore. Dans le même ordre d idée, notons que malgré l importation potentielle d une grande partie du matériel (ex : panneaux chinois), la filière solaire PV présente également une balance commerciale attractive par rapport à la filière TGV : en effet, la part importée représente entre 36 et 45 /MWh et est dès lors plus intéressante que le gaz (54 /MWh). Cela est dû au fait que la filière solaire PV ne doit pas importer de combustibles et que l installation, locale, représente une grande partie du coût du MWh solaire PV. Pour ce qui est de la filière nucléaire, on pourra noter que l influence sur la balance est relativement comparable aux filières éoliennes et PV (26 /MWh). Cependant, le calcul n intègre pas les coûts futurs du stockage et du retraitement. De plus, il faut également tenir en compte des bénéfices qui s évadent { l étranger, ce qui rend la balance moins favorable. Chauffage mazout VS pellets [ ] Au niveau du chauffage, on notera que c est la filière du chauffage au mazout qui influence le plus négativement la balance commerciale (73 /MWh). La chaudière à pellets (meilleur rendement) à un impact sur la balance commerciale tout à fait moindre (24 /MWh), surtout si le pellet peut être produit (en partie ou totalement) localement. Notons que le chauffage électrique, non repris dans le tableau, avec un coût d'importation de 45 /MWh, est donc actuellement «meilleur» que le chauffage au mazout au niveau de la balance commerciale. Cette filière reste, comme nous l avons vu avant, la plus coûteuse micro économiquement. Chaudières pellets VS Centrale biomasse électrique [ - ] Comme nous l avons vu dans le chapitre précédent, la filière centrale biomasse électrique n est pas compétitive au niveau micro-économique par rapport { d autres filières. Elle est également la moins compétitive si l on considère la partie du coût total de production destiné { l économie étrangère (83 /MWh). L utilisation de ces pellets se révèlerait beaucoup plus avantageuse dans la filière chaudière à pellets que celui de la centrale biomasse électrique. 83 Mis à part la filière nucléaire. Cluster TWEED 51/99

52 Valeur ajoutée et création d emplois L analyse macroéconomique s est ensuite attelée { chiffrer le nombre d emplois wallons que peut engendrer le développement des diverses filières renouvelables. Le tableau suivant, reprenant le nombre d ETP par GWh et la part locale de l investissement pour une installation type, permet ainsi de discriminer les filières : Tableau 14 : ETP/GWh par filière de production d'énergie renouvelable Légende : ETP/GWh désigne le nombre d ETP par GWh pour filière donnée. % local représente la part de l investissement local de l investissement total (matériaux et main-d œuvre) d une installation type ; 70% d une installation hydraulique de 100 kw est locale par exemple. Un pourcentage en rouge est supérieur à 50%. Ainsi, si la filière photovoltaïque est bien développée, il est évident que la création d emplois sera proportionnellement importante ; cette filière bénéficie tant d un nombre d ETP par GWh élevée que d une part locale de l investissement élevée (liée principalement { l installation). Les ETP locaux crées { l horizon 2020 seront quant { eux fonction des objectifs de développement par filière et feront dès lors l objet d une comparaison après définition des scénarii et dans les conclusions de cette étude. Cluster TWEED 52/99

53 4 QUATRIÈME PARTIE : ÉTUDE DE CONTRAINTES 4.1 INDEPENDANCE ENERGETIQUE NIVEAU NATIONAL La production d énergie primaire intérieure est de 18 Mtep en 2011, ce qui correspond à environ 31% de la consommation totale d énergie primaire (59 Mtep) 84. L on peut donc en déduire que le degré de dépendance énergétique du pays est encore élevé. La production d énergie nucléaire supplémente largement les autres types de production d énergies. A contrario, les énergies renouvelables ne représentent qu un faible pourcentage de la production d énergie primaire intérieure. La production d énergie nucléaire reste également majoritaire lorsque l on considère les volumes de production d électricité pour l année Les sources énergétiques conventionnelles dominent très largement la production électrique. Avec 87,8% du total, le nucléaire et les filières fossiles se placent loin devant les renouvelables, toutes filières confondues (10,8 %) 85. Par ailleurs, comme l illustre le graphique de droite ci-dessous, la biomasse est la filière renouvelable la mieux représentée. L éolien et le solaire passent quant à eux devant l hydraulique. Figure 1 : Structure de la production d'électricité en Belgique Figure 2 : Structure de la production d'électricité d'origine renouvelable en Belgique En dehors du nucléaire, notons que la production d électricité { partir de combustibles fossiles se réalise très majoritairement par le gaz naturel. Étant donné la priorité accordée sur le réseau aux énergies renouvelables intermittentes et la fermeture d unités nucléaires en Europe, la production d électricité { partir de gaz naturel devrait se poursuivre dans le futur. Les unités au gaz naturel montrent en effet une grande flexibilité de fonctionnement et peuvent suppléer les unités intermittentes quand elles ne sont pas en production au moment des pics de consommation d électricité. Notons par ailleurs que plus des trois quarts de l énergie consommée en Belgique, qu elle soit primaire ou finale proviennent du pétrole, des produits pétroliers et du gaz naturel Statistiques transmises par l Observatoire de l'énergie du SPF Économie. 85 La production d électricité d origine renouvelable dans le monde quatorzième inventaire 2012 Observ ER 86 Observatoire de l Énergie SPF Économie Cluster TWEED 53/99

54 NIVEAU REGIONAL La Wallonie dispose de peu de ressources énergétiques primaires, surtout depuis la fermeture de ses charbonnages. Le nucléaire, les produits pétroliers et le gaz naturel représentent ensemble plus des trois quarts des ressources 87. L énergie primaire est dès lors majoritairement importée : seuls 6% de l énergie est produite localement en Wallonie en 2011 (biomasse, éolien, hydroélectricité, photovoltaïque et une partie des autres énergies renouvelables et de la récupération des déchets) 88. Lorsque l on analyse la structure de la production d électricité, l on constate que tout comme c est le cas au niveau national, la production d'électricité d'origine nucléaire reste prépondérante au niveau régional (70% de l'électricité est produite par fission en 2011) 89. La sortie planifiée du nucléaire a dès lors de lourdes conséquences en termes de réorganisation de la structure de production d électricité. L analyse de la structure de la production d électricité d origine renouvelable en Wallonie en 2012 démontre l importance des filières biomasse et éolienne : Figure 3 : Structure de la production d'électricité d'origine renouvelable en Wallonie (2012) Source : Rapport annuel spécifique 2012 de la WaPE sur l évolution du marché des certificats verts ( V) ; Annexe 2 : Production d électricité verte et de certificats verts Ventilation par filière et par année En somme, l on peut constater que la structure de production d énergie en Wallonie présente peu de disparités vis-à-vis de celle de la Belgique, tant au niveau de la production d énergie primaire que de la production d électricité. Dans la consommation finale d énergie de 2011, les produits pétroliers représentent la source énergétique la plus importante (44%), suivis par le gaz naturel (22%), l électricité (18%) et les combustibles solides et gaz dérivés (6%) 90. La structure de consommation régionale est donc également semblable à la structure nationale Bilan énergétique de la Wallonie 2011, Bilan de l industrie et bilan global, septembre 2013 v2 89 Origines des productions d'électricité en Wallonie (16% de l électricité est produite par TGV, 6,9% par cogénération et autoproduction, 3,1% par éoliennes, tandis que les 4% restants de l électricité sont produits par thermique classique, incinérateurs, hydraulique, photovoltaïque). 90 Bilans énergétiques wallons Cluster TWEED 54/99

55 4.2 ÉQUILIBRE DU RESEAU D ELECTRICITE La contrainte de base { respecter lorsque l on considère le transit d électricité sur le réseau est l adéquation entre l offre (production) et la demande (consommation). C est ladite contrainte d équilibre du réseau permettant d éviter le risque de black out (effondrement du réseau et incapacité de répondre à la demande). Notons que le risque de black out constitue un risque qui a notamment justifié la décision de 2009 de prolongation des trois premiers réacteurs nucléaires (Doel 1, Doel 2 et Tihange 1) de 10 ans : «Le calendrier actuel des mises en service et déclassements combinée avec la mise hors service prévue dans la loi de 2003 des trois premières (plus anciennes) unités nucléaires en 2015, conduirait à un déficit tant en énergie qu'en capacité. Il n'est pas garanti que des importations puissent combler ce déficit croissant» 91. Notons également qu Elia, en tant que gestionnaire du réseau de transport d'électricité, est responsable du maintien de l équilibre. Pour l assister, elle fait appel { des responsables d équilibre { chaque point d accès au réseau (point où l on prélève ou injecte de l énergie) 92. La présente étude ne vise cependant pas à détailler les mécanismes existants visant à maintenir l équilibre du réseau mais bien { considérer le caractère réaliste de divers scénarii de mix énergétiques au niveau de cet équilibre. Pour ce faire, il convient de s attarder sur divers points d attention tels que la variabilité de la production, la flexibilité des technologies, ou encore les possibilités de stockage d énergie. VARIABILITE DE LA PRODUCTION Selon le type de source primaire d énergie, la production d une filière énergétique sera plus ou moins variable. Ainsi, la production d énergie renouvelable d origine éolienne ou solaire est plus difficile { contrôler que d autres types de production d énergie. En effet, les quantités de vent et de soleil peuvent rapidement évoluer et être difficilement prévisibles. Cependant, la production d énergie électrique d origine photovoltaïque, dont le coût de production du MWh est élevé par rapport à celui d origine éolienne, est relativement complémentaire { la production d électricité d origine éolienne. En effet, 70% de la production photovoltaïque est estivale alors que 60% de la production éolienne est hivernale. L ensemble assure donc une production plus lissée tout au long de l année. Par ailleurs, le recours { des modes de production d électricité contrôlés, tels que l hydroélectrique, la biomasse et le gaz, permet de contrecarrer des productions aléatoires et saisonnières. Vu le caractère non maîtrisable de la production d énergie solaire et éolienne, elle est prioritaire dans l assiette énergétique, comme le nucléaire avec qui elle fera donc très mauvais ménage en cas de surcapacité de l offre. Cela dit, l interconnexion du réseau européen permet d échanger l électricité en cas de surplus ou de déficit de production par rapport à la demande. Un problème subside néanmoins : la priorité accordée aux énergies variables sur le réseau influence { la baisse le nombre d heures où les centrales thermiques sont nécessaires, ce qui réduit leur rentabilité et pose la question de leur maintien en service Rapport final sur les moyens de production d e lectricite , Juin 2012, SPF Economie, PME, Classes Moyennes et Energie - Direction Ge ne rale E nergie - Observatoire de l Énergie Cluster TWEED 55/99

56 FLEXIBILITE DES TECHNOLOGIES Selon le type de technologie, le volume de production peut être plus ou moins rapidement modifié. L on distingue ainsi de grandes catégories de centrales de production d énergies 94 : Centrales «must run» : centrales qui fonctionnent même sans appel d électricité, pour des motifs industriels ou en raison de l existence de mécanismes de soutien comme les certificats de cogénération (les must run reprennent les unite s de coge ne ration, les centrales aux gaz de rive s et a la biomasse). Centrales de «baseload» : centrales peu flexibles et a de marrage lent (plusieurs heures) ne permettant pas de servir d alternative («back up») aux capacite s a production variable (il s agit des centrales nucléaires et au charbon). Centrales «flexibles» : centrales thermiques utilisables comme capacité continue et présentant une flexibilité suffisante (démarrage en mois d une heure) que pour servir de capacité de «back up» aux unités a production variable (il s agit des centrales a turbines gaz-vapeur TGV non reprises dans les centrales «must run»). Centrales de turbinage : centrales utilisant les réservoirs de stockage des sites hydroélectriques (Coo et la Plate-Taille), présentant un temps de réaction très court (quelques dizaines de secondes). Les centrales nucléaires et au charbon sont donc peu flexibles et ne permettent pas de rééquilibrer rapidement le réseau. Par ailleurs, la modulation de la production des centrales baseload affecte énormément leur rendement. Les flexibilités des technologies et leur complémentarité de ce point de vue doivent dès lors être étudiées et prises en compte pour maintenir le réseau en équilibre. Typiquement, une solution tout nucléaire requerrait de stocker une partie du courant en période creuse pour le restituer ultérieurement. C est d ailleurs ainsi qu opère la centrale de Tihange couplée à la station de pompage turbinage de Coo. LOCALISATION DES UNITES DE PRODUCTION La possibilité de décentraliser fortement la production des installations individuelles de quelques kw, notamment pour les technologies photovoltaïques et éoliennes, est à considérer lors de l évaluation du maintien de l équilibre du réseau. Son influence ne pourrait être que croissante dans les prochaines années. STOCKAGE Pour pallier le manque d adéquation entre l offre et la demande d énergie, inévitablement croissante du fait de la diversification des technologies de production d énergie, il est indispensable de recourir { des solutions de stockage d énergie permettant notamment de jouer un rôle tampon dans les réseaux électriques. La présente étude n a cependant pas pour but de faire l inventaire des technologies existantes ou prometteuses de stockage. 94 Les de finitions seront reprises du lexique du rapport final sur les moyens de production d e lectricite , Juin 2012, SPF Économie, PME, Classes Moyennes et Énergie -Direction Ge ne rale E nergie - Observatoire de l Énergie Cluster TWEED 56/99

57 4.3 EMPREINTE CARBONE L atteinte d une empreinte carbone minimale ne constitue si pas une contrainte { s imposer, un objectif { poursuivre. L empreinte carbone de chaque filière énergétique doit dès lors être chiffrée pour mesurer l empreinte carbone globale d un scénario de mix énergétique. CYCLE DE PRODUCTION Les émissions de peuvent être réparties en trois catégories qui représentent l ensemble du cycle de production : N1 N2 N3 Préparation du combustible (extraction, raffinage, conditionnement), transport et mise à disposition et traitement des déchets Combustion Énergie grise des équipements L Agence Européenne pour l'environnement via sa méthodologie CORINAIR 95 ne prend en compte que la catégorie N2. Combustion Gaz naturel 0,202 Mazout 0,266 Charbon 0,340 Tableau 15 : Exemples de coefficients d'émission de dioxyde de carbone de sources d'énergies primaires Source : CORINAIR Pour estimer les émissions de des filières de production d électricité, la CWaPE prend quant à elle en compte les catégories N1 et N2. Les coefficients de la CWaPE seront détaillés ciaprès et utilisés dans le cadre de la présente étude. ÉNERGIE PRIMAIRE ET FINALE Le coefficient d émission d une énergie primaire,, est indépendant de l installation de production d énergie. A l inverse, le coefficient d émission d une énergie finale,, tient compte de l installation de production d énergie. En effet, la technologie et l exploitation d une installation influenceront le rendement de la production d énergie. En connaissant le rendement d une installation et le coefficient d émission de l énergie primaire qui est utilisée, il est possible de calculer le coefficient d émission d énergie finale : Typiquement, pour une centrale TGV avec un rendement de 55% (unité de référence pour la production d électricité de la CWaPE) : 95 CORe INventory AIR emissions ; Méthodologie destinée { faciliter la réalisation des inventaires d émission de polluants dans l atmosphère, développée depuis 1989 par la Commission de l Union Européenne et reprise par l Agence européenne de l Environnement. Cluster TWEED 57/99

58 COEFFICIENTS PAR FILIERE Filière Hydraulique 0 Éolien 0 Photovoltaïque 0 Géothermie 0 Cogénération biomasse 0,0175 => calcul repris en annexe Cogénération biogaz 0,0175 => calcul repris en annexe 96 avec un COP de 3 0,456 PV et PAC 0,456 Chaudière à pellets 0,022 Chaudière au mazout 0,306 => 0,340 si rendement de 90% Chaudière au gaz 0,251 => 0,279 si rendement de 90% Centrale nucléaire 0,066 Centrale au gaz TGV 0,251 => 0,456 si rendement de 55% Centrale au charbon 0,385 Centrale biomasse 0,045 Tableau 16 : Coefficients d'émission de dioxyde de carbone par filière énergétique Source : CWaPE ; SPW-DGO4 97 pour la PAC ; APERE Renouvelle10 pour le nucléaire ; calculs propres Notons que la directive du Parlement européen relative { la promotion de l utilisation de l énergie produite { partir de sources renouvelables 98 reconnaît la pompe à chaleur comme un moyen d atteindre les objectifs «2020» de réduction des émissions de gaz { effet de serre. Notons par ailleurs que le calcul des émissions de lié { la production d un kwh d origine nucléaire englobe l ensemble du cycle de production (N1-N2-N3), contrairement aux autres filières. La répartition par étape du cycle est la suivante : Étape du cycle de production % Construction 11% Extraction, conditionnement et acheminement de l uranium 38% Exploitation 17% Démantèlement 18% Stockage des déchets 15% Tableau 17 : Émissions de dioxyde de carbone - filière nucléaire (%) Source : APERE Renouvelle10 pour le nucléaire Les coefficients d émissions pour les filières cogénérations biomasse et biogaz 99 sont fonction de divers paramètres tels que le type de combustible utilisé ou les opérations nécessaires à sa préparation. Diverses hypothèses ont dès lors été établies pour fixer les émissions des filières cogénération à 0,0175 et sont détaillées dans l annexe calcul des émissions de pour les filières cogénérations. 96 Pour exprimer la performance d'une installation sur une saison de chauffe, on parle d un COP saisonnier ( ) plutôt que d un COP machine ( ). 97 Publication Les pompes à chaleur de la série économisons l énergie, SPW-DGO4, Département de l Énergie et du Bâtiment durable 98 Directive 2009/28/CE du Parlement européen et du Conseil du 23 avril 2009 relative à la promotion de l utilisation de l énergie produite { partir de sources renouvelables et modifiant puis abrogeant les directives 2001/77/CE et 2003/30/CE ; JO , p Le Cluster TWEED remercie Monsieur L. Anzalone, Chef de projets Biocarburants et Durabilité de la biomassebioénergie chez ValBiom, pour ses conseils sur le calcul de l empreinte carbone des filières cogénérations. Cluster TWEED 58/99

59 5 CINQUIEME PARTIE : ÉTUDE DES SCÉNARII Trois scénarios peuvent être considérés pour estimer le meilleur mix énergétique dans la consommation totale d énergie finale en Région wallonne en 2020 : 1) Scénario GREEN : ce scénario considère que la consommation finale brute d énergie en 2020 sera de GWh, considère que cette consommation est inférieure à celle de 2010 du fait de l URE (Utilisation Rationnelle de l Énergie), et respecte les objectifs politiques existants. 2) Scénario LOW : ce scénario considère que la consommation finale brute d énergie en 2020 sera de GWh, respecte l objectif belge minimal de 13% d énergie renouvelable dans la consommation finale brute d'énergie tout en minimisant les investissements. 3) Scénario TWEED : ce scénario considère que la consommation finale brute d énergie en 2020 sera de GWh et respecte un objectif de 20% d énergie renouvelable dans la consommation finale brute en 2020 en maximisant les retombées locales et en minimisant les coûts. Chaque scénario fera l objet d une analyse détaillée sur base d un grand tableau 100 comprenant les objectifs de production d énergie, les impacts financiers, les impacts en termes d emplois, l impact carbone 101 et les impacts sur la balance commerciale. Notons que bien que les trois scénarii répondent aux objectifs dans le secteur des biocarburants (10%), ces derniers ne sont pas repris dans les tableaux et ne sont pas comptabilités dans les calculs. Par soucis de concision, seuls les tableaux du scénario TWEED seront incorporés dans ce document (voir rubrique tableaux). Un tableau récapitulatif reprenant les caractéristiques essentielles des trois scénarii sera cependant présenté dans les conclusions de la présente étude et permettra de réaliser une comparaison globale des scénarii. Notons que les scénarii LOW et TWEED, { l inverse du scénario GREEN, ne se baseront pas sur des objectifs prédéfinis pour les diverses filières de production d énergie renouvelable. Notons par ailleurs que tous les scénarii considèrent que les prix de la biomasse et des énergies fossiles augmenteront de 15% d ici fin Il est enfin important de souligner que c est le coût de production du MWh de type consommateur qui permettra de différencier les filières démocratiques des filières coûteuses. Une même analyse, effectuée avec le coût de production de type producteur, donnerait des résultats partiellement différents. 100 Le fichier Excel comprenant les divers tableaux et formules est joint au présent rapport. 101 La méthodologie de calcul de l impact carbone est détaillée dans la cinquième partie de cette étude : Etude des contraintes empreinte carbone. Cluster TWEED 59/99

60 5.1 SCENARIO GREEN Le scénario GREEN est établi sur base divers objectifs politiques dont notamment l objectif politique de produire GWh d électricité renouvelable { l horizon 2020 tout en étudiant les perspectives { l horizon Elle vise également à tendre { 20% d énergie renouvelable dans la consommation finale de la Wallonie en Les divers objectifs de production d énergie renouvelable sont traduits sous la forme tableau Excel dont les commentaires explicatifs sont exposés ci-après. ÉLECTRICITE RENOUVELABLE - 11,2 TWH Un objectif de 50 est fixé pour la géothermie mais n'est pas repris dans ce tableau. L'objectif de pour l'éolien offshore est { l inverse inclus dans le tableau de production total d'énergie renouvelable est dès lors comptabilisé ( ). Notons par ailleurs que : L'objectif du petit et moyen éolien est fixé à 200. L'objectif de pour le photovoltaïque est réparti de manière inégale entre le petit (875 GWh) et le grand PV (375 GWh). Un sous-objectif de pour la cogénération est fixé et réparti entre la petite (20%) et grande cogénération (80%). Si l'on additionne l'objectif de 500 pour la biomasse pure électricité, l'on obtient l'objectif global de CHALEUR RENOUVELABLE - 10,8 TWH Un objectif de 275 est fixé pour la géothermie profonde (pure et cogénérée) mais n est pas repris dans le tableau. Un objectif de produits à partir de biomasse est fixé et est constitué de de pellets, de cogénération et de de chaudières biomasse industrielles liées à des réseaux de chaleur. La production actuelle à partir de pompes à chaleur est estimée à 60,1. Le type de PAC n est pas spécifié, ce qui équivaut à approximativement installations produisant 15 par an. L ATTB estime par ailleurs que de 5 { 15% des installations PAC sont couplées { des installations PV 102. La quantité d installations combinées PV-PAC sera dès lors calculée avec un taux de 10% des installations de PAC et déduite de la quantité de ces dernières. La production actuelle des chaudières à pellets est estimée à ; soit la production de chaudières à pellets de 20 kw. Cette estimation est réalisée sur base du fait que la Wallonie compte plus de poêles à pellets, chaudières à bois (pellets, bûches, mixte, plaquettes ou polycombustibles) et poêles-chaudières (pellets, bûches ou mixte) Dix membres de l ATTB ont été consultés, seuls cinq d entre eux ont livré une estimation. 103 APERE, Smartguide Cluster TWEED 60/99

61 ÉNERGIE CONVENTIONNELLE La production de chaleur conventionnelle produite à partir de chaudière au mazout ou à gaz est incluse dans le tableau Excel. Selon les statistiques renseignées par l ATTB 104, la Wallonie compte près de chaudières, réparties à parts pratiquement égales entre les chaudières à gaz et chaudières au mazout. Notons que la puissance typique précédemment définie de 30kW pour une chaudière ne serait cependant correspondre { l ensemble des chaudières wallonnes, le volume de production d énergie conséquent serait bien trop élevé. Aucune production supplémentaire n est planifiée pour ces filières conventionnelles, la production actuelle estimée à GWh est dès lors maintenue comme objectif La part de production d énergie nucléaire dans la consommation finale brute wallonne ( GWh) est fixée { GWh. La production d énergie nucléaire était de GWh en Cette différence s explique d une part par le fait que le présent scénario considère la fermeture du premier réacteur de la centrale nucléaire de Tihange, dont la puissance de 962 MW correspond { près d un tiers de la puissance totale de la centrale nucléaire. Cette différence s explique d autre part par le fait que la production planifiée est calculée sur base d une part d énergie issue de centrales nucléaires de 70% 106 dans le total de l énergie électrique ( GWh) 107. La part de production d énergie { partir de centrales TGV est quant à elle fixée à GWh. La production moyenne de 2010 et 2011 est de GWh 108. La production planifiée est calculée sur base de la part d énergie issue de centrales TGV (16%) 109 dans le total de l énergie électrique ( GWh). ÉNERGIE RESIDUELLEE Le restant de la production d énergie permettant d atteindre la consommation finale brute wallonne de GWh est de : GWh d énergie renouvelable dans le secteur des transports (biocarburants de seconde génération) GWh d énergie conventionnelle toujours dans le secteur des transports GWh d énergie conventionnelle 110 majoritairement destinées au secteur de l industrie. 104 Voir l annexe Chaudières Coûts et statistiques : ATTB. 105 Bilan énergétique de la Wallonie 2011, Bilan de production et de transformation, Avril Origines de la production d électricité bilan énergétique wallon Consommation finale par vecteur énergétique, Bilans énergétiques wallons GWh en 2011 et en 2010 ibid 109 Origines de la production d électricité bilan énergétique wallon Issue de pétrole, de gaz, de solides, de chaleur-vapeur, Cluster TWEED 61/99

62 EMPLOIS Près de emplois directs sont créés en 2020 via le scénario GREEN. Une découpe de ces emplois par type d énergie renouvelable (électricité/chaleur) peut être réalisée. Filières électricité renouvelable Les filières du petit et grand photovoltaïque créent près de emplois locaux en Elles constituent les filières ayant le plus d impacts en termes de création d emplois locaux. Le nombre élevé d ETP par GWh et la main-d'œuvre entièrement locale l expliquent. Les filières de l éolien créent un peu moins de emplois locaux en 2020, la filière du grand éolien onshore créant à elle seule près de emplois locaux. Les filières de cogénération (biomasse et biogaz) créent près de emplois locaux en La filière biomasse électrique représente 400 emplois locaux en 2020 tandis que la filière hydraulique crée environ 100 emplois locaux en Filières chaleur renouvelable Les filières de chaudières à pellets et chaudière biomasse industrielle créent plus de emplois locaux en 2020 et constituent les filières de production de chaleur renouvelable les plus créatrices d emplois locaux. Les filières du petit et grand solaire thermique créent près de 650 emplois locaux en 2020, soit la moitié des filières de chaudières à pellets et chaudière biomasse industrielle. Les filières PAC et PV-PAC créent quant à elles à peu près 450 emplois. EMPREINTE CARBONE Filières renouvelables L impact carbone des chaudières à pellets et chaudières biomasse industrielles représente les deux tiers de l impact carbone des énergies renouvelables de ce scénario. L impact carbone de la filière centrale électrique à biomasse et des filières de cogénération (biomasse et biogaz) représente quant { lui le tiers restant. Notons que l impact carbone de la filière centrale électrique à biomasse est plus important que celui des filières de cogénération. Filières conventionnelles L impact carbone des filières conventionnelles est très élevé, en particulier celui des filières fonctionnant au mazout et au gaz (chaudières au gaz et au mazout et centrales TGV). Il ne sera cependant pas comptabilisé afin de pouvoir réaliser une comparaison valable avec les prochains scénarii, seul l impact carbone de la production des 20% d énergie renouvelable étant pris en considération. Cluster TWEED 62/99

63 BALANCE COMMERCIALE Filières renouvelables L impact total sur la balance commerciale des filières du grand éolien onshore et de l éolien offshore est positif et représente un peu moins d un tiers de la réduction de la facture énergétique de ce scénario, estimée à M. Les filières biomasse représentent quant à elles plus de 50% de la réduction de la facture énergétique de ce scénario. Filières conventionnelles Les filières conventionnelles ne participent pas au calcul de la réduction de la facture énergétique. Pour plus de détails, il convient de consulter la troisième partie de cette étude, dédiée { l analyse macroéconomique 5.2 SCENARIO LOW Le scénario LOW ne se base pas sur des objectifs prédéfinis pour les diverses filières de production d énergie renouvelable mais tâche de minimiser les investissements tout en atteignant 13% d énergie renouvelable dans la consommation finale brute d énergie. Ce scénario prend une quote-part de l éolien offshore. Notons par ailleurs que : L objectif de production d énergie renouvelable est d approximativement GWh { l horizon 2020, soit 13% de la consommation finale de GWh (100% d énergie lié { la production de 20% d énergie renouvelable dans le scénario GREEN, soit GWh). Pour pouvoir comparer le coût de scénario à celui des autres scénarii, il convient de chiffrer le coût de la différence de production d énergies renouvelables de GWh vis-à-vis de la production des autres scénarii dans lesquels 20% de la consommation finale est constituée d énergie renouvelable, soit GWh. Pour ce faire, cette production doit être répartie dans les diverses filières de production d énergie conventionnelle. ÉLECTRICITE RENOUVELABLE Si ce n est l éolien offshore développé à hauteur de GWh en 2020, aucune autre filière de production d énergie renouvelable électrique n est développée par rapport { la production actuelle. CHALEUR RENOUVELABLE Aucune filière de production d énergie renouvelable thermique n est développée par rapport { la production actuelle. Cluster TWEED 63/99

64 ÉNERGIE CONVENTIONNELLE Du fait de l objectif réduit d une part de 13% des sources d énergie renouvelables dans la consommation finale brute d'énergie, les filières conventionnelles sont développées. Avant de calculer l objectif énergétique en 2020 des filières conventionnelles, il convient de calculer l énergie substituée. Celle-ci doit être répartie dans les diverses filières de production d énergie conventionnelle, comme dit précédemment. Filière centrales TGV La production d énergie initiale planifiée est fixée à GWh. La production moyenne de 2010 et 2011 est de GWh 111. La production planifiée est calculée sur base de la part d énergie issue de centrales TGV (16%) 112 dans le total de l énergie électrique ( GWh). La production d énergie substituée de cette filière est calculée { partir de l objectif de production d électricité renouvelable du scénario de GWh. A ce dernier est en effet soustrait la production planifiée d électricité renouvelable des autres filières, mis { part celle de l éolien offshore, qui ne fait pas partie des filières considérées pour la réalisation de l objectif. Le résultat obtenu est de GWh. La production d énergie en 2020 correspond { la somme de la quantité d énergie substituée et de l énergie initiale, soit GWh. L on peut en déduire qu { la production actuelle de GWh (dont GWh sont exportés), une production supplémentaire de GWh est planifiée pour Filière nucléaire Aucune modification d objectif de production d énergie n est apportée { l objectif défini dans le premier scénario. Filières chaudières au mazout et au gaz La production d énergie initiale planifiée est équivalente à la production actuellement estimée, tout comme dans le premier scénario. La production d énergie substituée de ces filières est calculée à partir de la différence de production d énergies renouvelables de GWh vis-à-vis de la production des autres scénarii, dans lesquels 20% de la consommation finale est constituée d énergie renouvelable. De cette dernière est soustraite la production d énergie substituée de la filière «centrales TGV». Le résultat est ensuite réparti de manière égale entre la filière chaudières à mazout et la filière chaudières { gaz (2.206 GWh d énergie substituée pour chacune des deux filières). La production d énergie en 2020 correspond { la somme de la quantité d énergie substituée et de l énergie initiale, soit près de GWh pour les deux filières GWh en 2011 et en 2010 ibid 112 Origines de la production d électricité bilan énergétique wallon 2011 Cluster TWEED 64/99

65 ÉNERGIE RESIDUELLE Le restant de la production d énergie permettant d atteindre la consommation finale brute wallonne est de : GWh d énergie renouvelable dans le secteur des transports (biocarburants de seconde génération), mentionné comme objectif dans la note faitière GWh d énergie conventionnelle toujours dans le secteur des transports GWh d énergie conventionnelle 113 majoritairement destinées au secteur de l industrie. EMPLOIS emplois directs sont maintenus dans les filières renouvelables en 2020 via le scénario LOW. Une découpe de ces emplois par type d énergie renouvelable (électricité/chaleur) peut être réalisée. Filières électricité renouvelable Les filières de l éolien permettent de maintenir plus de 750 emplois locaux en 2020, essentiellement pour le développement de l éolien offshore et de la maintenance pour le grand éolien onshore. Les filières de cogénération (biomasse et biogaz) comptent près de 825 emplois locaux en 2020, dont la grande partie envers les installations de grandes cogénérations. Les filières du petit et grand photovoltaïque ne représentent plus que 400 emplois locaux en La filière biomasse électrique représente 350 emplois locaux en 2020 tandis que la filière hydraulique pèse 80 emplois locaux en Filières chaleur renouvelable Les filières de chaudières à pellets et chaudière biomasse industrielle créent plus de 880 emplois locaux en 2020 et constituent les filières de production de chaleur renouvelable les plus créatrices d emplois locaux. Les autres filières de production de chaleur renouvelable (petit et grand solaire thermique ; PAC et PV-PAC) sont quasi inexistantes. 113 Issue de pétrole, de gaz, de solides, de chaleur-vapeur, Cluster TWEED 65/99

66 EMPREINTE CARBONE Filières renouvelables L impact carbone des chaudières à pellets et chaudières biomasse industrielles représente les deux tiers de l impact carbone des énergies renouvelables de ce scénario. L impact carbone de la filière centrale électrique à biomasse et des filières de cogénération (biomasse et biogaz) représente quant à lui le tiers restant comme expliqué dans le scénario précédent. Filières conventionnelles L impact carbone des filières conventionnelles est très élevé, en particulier celui des filières fonctionnant au mazout et au gaz (chaudières au gaz et au mazout et centrales TGV). Notons que l impact carbone de ces dernières a augmenté, suite { la planification d une production d énergie supérieure { la production actuelle ; ce qui n était pas le cas dans le premier scénario. Dans le présent scénario, l impact carbone des filières conventionnelles est comptabilisé au niveau de la production d énergie substituée, pour comparaison avec les autres scénarii. BALANCE COMMERCIALE Filières renouvelables Le développement de la filière de l éolien offshore représente un impact sur la balance commerciale, de l ordre de 130 M, où environ 18 % du total qui s élève { 721 M. Même si elles ne sont pas développée davantage que le parc existant dans ce scénario, les filières biomasse représentent la plus grande partie de la réduction de la facture de scénario (65%). Filières conventionnelles Les filières conventionnelles ne participent pas au calcul de la réduction de la facture énergétique. Pour plus de détails, il convient de consulter la troisième partie de cette étude, dédiée { l analyse macroéconomique. (Scénario TWEED page suivante ) Cluster TWEED 66/99

67 5.3 SCENARIO TWEED Le scénario TWEED privilégie les filières les plus compétitives, se fixe 20% d énergie renouvelable dans la consommation finale brute d énergie de GWh 114 comme le scénario GREEN et vise à maximiser les retombées locales. ÉLECTRICITE RENOUVELABLE Hydraulique : Éolien : Photovoltaïque : Cogénération biomasse : Centrale biomasse él. : Cogénérations biogaz : Le potentiel 115 de cette filière est faible tandis que son coût de production et ses retombées locales sont moyennes (plutôt bonnes pour les investissements, plutôt mauvaises en termes de création d emplois). L hydraulique est dès lors peu développée. Le potentiel des diverses filières de l éolien est élevé. Le coût de production du MWh est très compétitif pour le grand éolien onshore, moyennement pour l éolien offshore et peu pour le petit éolien. Le grand éolien onshore est prioritairement développé, puis l éolien offshore. Le petit éolien est quant à lui développé dans une moindre mesure et tient compte de la mise en place de projets pilotes. Le coût de production du MWh des filières photovoltaïques est moyennent compétitif { l inverse de leur retombées locales, très positives. Les deux filières sont dès lors développées. Le coût de production pour le grand photovoltaïque étant cependant plus avantageux, et cette filière étant actuellement peu développée, elle se voit attribuer un taux de croissance supérieur (période ). Les coûts de production du MWh de ces filières sont très compétitifs. Leur retombées locales sont quant à elles moins avantageuses. La filière de grande cogénération est prioritairement développée du fait de son coût inférieur et potentiel supérieur. Les retombées locales de cette filière sont faibles. Son coût de production du MWh est élevé. La filière centrale biomasse électrique n est donc pas développée. Les grandes installations de cogénération biogaz sont compétitives, les petites le restent également mais dans une moindre mesure. Ces filières sont développées de manière pratiquement équivalente ; l apport simultané d électricité et de chaleur dans l assiette énergétique globale étant toujours d une grande utilité GWh dont GWh de renouvelable (20%). 115 Les volumes potentiels de production sont détaillés dans l annexe Potentiel des énergies renouvelables en Région Wallonne. Cluster TWEED 67/99

68 CHALEUR RENOUVELABLE Solaires thermiques : PAC & PV-PAC : Ch. à pellets : Les installations en solaire thermique présentent un coût de production du MWh plus élevé que la moyenne. Le petit solaire thermique constitue une des filières les moins compétitives. Les retombées locales, en termes d investissements et d emplois, sont { l inverse dans la moyenne supérieure. La filière du petit solaire thermique est dès lors peu développée et la filière du grand solaire thermique moyennement développée. Les installations combinées PV-PAC sont plus compétitives que les simples installations PAC, bien que leurs coûts de production restent à toutes deux supérieurs à la moyenne. Leurs retombées locales sont à contrario dans la moyenne supérieure, en particulier en ce qui concerne les investissements. La filière PV-PAC est dès lors prioritairement développée. Les chaudières à pellets présentent tant un coût de production du MWh compétitif, que des retombées locales fort positives. La filière chaudière à pellets est donc bien développée. Ch. RDC Les réseaux de chaleur sont très compétitifs. Leurs retombées locales en termes d investissements sont par ailleurs dans la moyenne supérieure. De ce fait, la filière chaudières RDC est bien développée. ÉNERGIE CONVENTIONNELLLE Ch. à mazout et gaz : Les productions des chaudières classiques restent identiques. Nucléaire : La production de la centrale Tihange I est décomptée de la production nucléaire totale. Centrales TGV : La production des centrales TGV n est pas développée. ÉNERGIE RESIDUELLE Le restant de la production d énergie permettant d atteindre la consommation finale brute wallonne est de : GWh d énergie renouvelable dans le secteur des transports (biocarburants de seconde génération), mentionné comme objectif dans la note faitière GWh d énergie conventionnelle toujours dans le secteur des transports GWh d énergie conventionnelle 116 majoritairement destinées au secteur de l industrie. 116 Issue de pétrole, de gaz, de solides, de chaleur-vapeur, Cluster TWEED 68/99

69 EMPLOIS Plus de emplois sont créés en 2020 via le scénario TWEED. Une découpe de ces emplois par type d énergie renouvelable (électricité/chaleur) peut être réalisée. Filières électricité renouvelable Les filières du petit et grand photovoltaïque créent plus de emplois locaux en 2020, et constituent de ce fait les filières ayant le plus d impacts en termes de création d emplois locaux. Le nombre élevé d ETP par GWh et la main-d'œuvre entièrement locale expliquent l atout de la filière photovoltaïque en matière de création d emplois locaux. Les filières de l éolien créent plus de emplois locaux en 2020, la filière du grand éolien onshore créant à elle seule près de emplois locaux. Les filières de cogénération (biomasse et biogaz) créent près de emplois locaux en La filière hydraulique pèse environ 100 emplois locaux en Filières chaleur renouvelable Les filières de chaudières à pellets et chaudière biomasse industrielle créent plus de 5000 emplois locaux en 2020 dont plus de 3000 emplois pour la filière des chaudières à pellets qui constitue la filière de production de chaleur renouvelable la plus créatrice d emplois locaux. Les autres filières de production de chaleur renouvelable (petit et grand solaire thermique ; PAC et PV-PAC) content près de 850 emplois locaux en 2020 dont une grande partie liés aux technologies PAC & PV-PAC (650 emplois). EMPREINTE CARBONE Filières renouvelables L impact carbone des chaudières à pellets et chaudières biomasse industrielles représente plus des deux tiers de l impact carbone des énergies renouvelables de ce scénario. L impact carbone des filières de cogénération (biomasse et biogaz) représente quant à lui le tiers restant. Filières conventionnelles L impact carbone des filières conventionnelles reste très élevé. Il ne sera cependant pas comptabilisé afin de pouvoir réaliser une comparaison valable avec les autres scénarii. Seul l impact carbone de la production des 20% d énergie renouvelable étant pris en considération. Cluster TWEED 69/99

70 BALANCE COMMERCIALE Filières renouvelables L impact total sur la balance commerciale des filières des chaudières pellets et des chaudières biomasse est très positif et représente en effet à lui seul près de 46% de réduction de la facture énergétique de ce scénario, estimée à M. Les impacts sont également d importance pour les filières de cogénération biomasse (part de près 16%) et pour la filière éolienne (part de près de 30%). Les autres filières renouvelables se partagent le restant de réduction de la facture énergétique de ce scénario. Filières conventionnelles Les filières renouvelables ne participent pas au calcul de la réduction de la facture énergétique. Pour plus de détails, il convient de consulter la troisième partie de cette étude, dédiée à l analyse macroéconomique. ANALYSE DE SENSIBILITE Le scénario TWEED est modélisé sur base d une analyse de sensibilité et de ce fait à considérer comme le scénario optimisé. Comme l illustre le graphique infra, il définit les objectifs énergétiques des filières de sorte à minimiser les coûts microéconomiques, de minimiser les investissements et de maximiser la création d emploi du mix énergétique. Figure 4 : Illustration de l'analyse de sensibilité (filières de production d électricité renouvelable à biomasse) Cluster TWEED 70/99

71 Investissements et tableau récapitulatif Après définition des trois scénarii précédents, il est possible d effectuer une première comparaison sur les investissements requis, les retombées locales et sur la création d emplois. GREEN & TWEED vs LOW On notera qu aussi bien le scénario GREEN que le scénario TWEED coûtent initialement plus cher que le scénario LOW mais permettent un retour local très important (environ 45% de l investissement alors que le retour local du scénario LOW est de moins de 20%) et réduisent la facture énergétique de manière plus conséquente (entre 500 et 540 M de plus par an en 2020 en fonction du scénario). De plus, les scénarios GREEN et TWEED diffèrent positivement du scénario LOW au niveau des retombées des combustibles (faibles pour le scénario LOW car majoritairement importés) et de l empreinte carbone (45 M de coûts supplémentaires annuels pour le scénario LOW si le prix de la tonne de CO2 est fixé à 20 ). GREEN vs TWEED Nous constaterons également que l investissement du scénario TWEED est de M inférieurs au scénario GREEN, tandis que les retombées locales au niveau de l investissement sont seulement de 916 M moindre et que la création d emplois en 2020 est supérieur de plus emplois pour le scénario TWEED. Tableau 18 : Comparaison des 3 scénarii (aspects micro/macroéconomiques) Cluster TWEED 71/99

72 6 CONCLUSIONS Dans le climat actuel d incertitude sur la rentabilité de ces énergies, le Cluster TWEED a réalisé la présente étude dont les trois principaux objectifs sont les suivants : > Analycbser la rentabilité des investissements dans les différentes filières des énergies renouvelables et conventionnelles, tant du point de vue microéconomique que du point de vue macroéconomique. > Identifier les filières des énergies renouvelables dans lesquelles il convient de prioritairement investir, de sorte à maximiser les bénéfices micro et macroéconomiques pour la Wallonie tout en respectant les objectifs wallons, belges et européens de production d énergies renouvelables. > Établir différents scénarii de mix énergétiques et identifier un scénario optimal. Afin de répondre de manière précise et exhaustive { ces objectifs, l étude est divisée en cinq parties : > La première partie a tout d abord définit les objectifs de production et consommation d énergie (européens, belges et wallons) à considérer lors de l élaboration d un scénario de mix de production énergétique en > La deuxième partie s est attardée sur une analyse microéconomique des différentes filières renouvelables et conventionnelles de production d énergies, en calculant le coût de production du MWh. Afin d élargir la réflexion, cette partie s est attelée { chiffrer le coût de production 117 de chaque filière selon trois méthodologies de calcul différentes : la méthode de calcul dite classique, la méthode de calcul consommateur élaborée dans le cadre de cette étude afin d obtenir un coût consommateur, et la méthode de calcul LCOE, largement utilisée pour estimer le coût de production d un producteur d énergie. > La troisième partie de cette étude, a poursuivi la réflexion visant à rentabiliser les investissements lors de l élaboration d un mix énergétique, en réalisant une analyse macroéconomique des diverses filières de production d énergie renouvelable. Le coût sur la balance commerciale et l impact chiffré sur le nombre d emplois wallons de chacune d entre-elles a ainsi été calculé. La valeur ajoutée des trois principales filières que sont la biomasse, l éolien et le photovoltaïque a par ailleurs été calculée. > La quatrième partie définit les contraintes { inclure dans l équation visant { maximiser les bénéfices financiers : l indépendance énergétique, le maintien de l équilibre du réseau et la minimisation de l empreinte carbone. > La cinquième partie expose les trois scénarii et met en évidence les avantages et inconvénients de chacun. La présente conclusion reprend les constatations essentielles résultantes de ces diverses parties et dresse un bilan global. 117 Rappelons que le coût de production calculé dans cette étude ne tient pas compte des mécanismes de soutien existants et des potentiels coûts futurs liés aux contraintes du réseau électrique (systèmes de stockage par ex.). Cluster TWEED 72/99

73 COUTS DE PRODUCTION DU MWH Suite { l analyse microéconomique, il est possible de classer les filières par ordre croissant de coût de production, tel que l illustre le tableau comparatif suivant : Tableau 19 : Coût de production du MWh pour les filières renouvelables et conventionnelles de production d énergie Légende : /MWh correspond au calcul classique, /MWh_ au calcul consommateur et /MWh_P au calcul producteur (L OE). Le tableau est classé par ordre croissant de /MWh_. L ensemble des filières électriques de production d énergie renouvelable présente un coût consommateur inférieur au coût moyen de 220 par MWh électrique, défini en seconde partie de l étude. Il est donc rentable pour le consommateur d investir dans les énergies renouvelables pour son autoconsommation électrique. Au niveau thermique également, le choix du renouvelable est tout à fait rentable (Pellets Vs Mazout/Gaz). Notons que seules certaines filières sont financièrement accessibles pour le consommateur particulier, tel que les filières chaudières à pellets ou photovoltaïque ; le coût d investissement initial étant plus ou moins élevé selon la filière considérée. L analyse avait cependant également pour but de calculer le coût de production consommateur pour les filières dont le coût d investissement est élevé de sorte { pouvoir alimenter un autre type de réflexion. L achat groupé par un millier de consommateurs particuliers dans une éolienne onshore peut de la sorte s avérer rentable et présenter un coût de production du MWh moindre que celui d un producteur privé. Outre la comparaison des filières, la détermination de coûts de production du MWh permet l optimisation de scénarii de mix énergétique. Cluster TWEED 73/99

74 BALANCE COMMERCIALE L analyse macroéconomique s est portée sur les filières renouvelables, et dès lors indirectement sur les filières conventionnelles. Elle a tout d abord chiffré le gain (réduction de coût) sur la balance commerciale, lié { la diminution d importation de combustibles fossiles du fait du développement des filières de production d énergie renouvelable 118. La réduction de la facture énergétique est dépendante du mix énergétique établi. Une comparaison des réductions a été réalisée lors de la comparaison générale des trois scénarii analysés dans la présente étude. Une mesure de l impact de chaque filière énergétique sur la balance commerciale a été effectuée en partant des résultats (coût de production du MWh par filière) de l analyse microéconomique. Tableau 20 : Part importée et locale du coût de production par filière énergétique ( /MWh) (%) Il apparaît clairement que nombre de filières conventionnelles appauvrissent davantage la Région wallonne que les filières de production d énergie renouvelable. Ont par exemple été cités dans les conclusions de la partie économique, le grand éolien (-26 /MWh) en comparaison des centrales TGV (-54 /MWh) et les chaudières à pellets (-24 /MWh) en comparaison des chaudières au mazout (-73 /MWh). 118 Les hypothèses permettant un tel calcul sont décrites en début l analyse macroéconomique. Cluster TWEED 74/99

75 CREATION D EMPLOIS (LOCAUX) L analyse macroéconomique s est ensuite attelée { chiffrer le nombre d emplois wallons que peut engendrer le développement des diverses filières renouvelables. Le tableau suivant, reprenant le nombre d ETP par GWh et la part locale de l investissement dans une installation type, permet de discriminer les filières : Tableau 21 : ETP/GWh par filière de production d'énergie renouvelable Légende : ETP/GWh désigne le nombre d ETP par GWh pour filière donnée. % local représente la part de l investissement local de l investissement total (matériaux et main-d œuvre) d une installation type ; 70% d une installation hydraulique de 100 kw est locale par exemple. Un pourcentage en rouge est supérieur à 50%. Ainsi, si la filière photovoltaïque est développée, il est évident que la création d emplois sera proportionnellement importante ; cette filière bénéficie tant d un nombre d ETP par GWh élevée que d une part locale de l investissement élevée. Les ETP locaux crées { l horizon 2020 sont quant à eux fonction des objectifs de développement par filière. CONTRAINTES SUPPLEMENTAIRES Afin d alimenter la réflexion concernant l élaboration d un mix énergétique de considérations non-économiques, l étude a défini une série de contraintes : l indépendance énergétique, le maintien de l équilibre du réseau et la minimisation de l empreinte carbone. Ces dernières ont bien été prises en compte dans l élaboration des trois scénarii de cette étude, bien qu elles soient mentionnées ultérieurement. L indépendance énergétique est clairement un objectif poursuivi dans les scénarii du fait de l augmentation de la part des énergies renouvelables, davantage liées aux ressources locales. Le maintien de l équilibre du réseau est respecté de par la diversification des technologies dans l assiette énergétique. La minimisation de l empreinte carbone est favorisée par une estimation des émissions totale de dioxyde de carbone pour chaque scénario. Une différence notable est ainsi remarquable pour le scénario LOW, davantage composé d énergie conventionnelle. Cluster TWEED 75/99

76 COMPARAISON DES TROIS SCENARII Pour rappel, les objectifs des trois scénarii diffèrent : 1) Le scénario GREEN respecte l objectif wallon de 20% d énergie renouvelable dans la consommation finale brute d'énergie en 2020, et les objectifs politiques existants de production d énergie renouvelable. 2) Le scénario LOW respecte l objectif belge minimal de 13% d énergie renouvelable dans la consommation finale brute d'énergie en 2020 en minimisant les coûts. 3) Le scénario TWEED respecte l objectif wallon de 20% d énergie renouvelable dans la consommation finale brute d énergie en 2020 en maximisant les retombées locales et en minimisant les coûts. Les trois principaux scénarii, intégrant les aspects quantitatifs des autres parties de l étude (objectifs de production/consommation, rentabilité microéconomique, rentabilité macroéconomique, empreinte carbone), peuvent être récapitulés dans le tableau ci-dessous et dans le tableau présent page suivante. Graphique 1 : Comparaison des trois scénarii (objectifs de production d'énergie) Cluster TWEED 76/99

77 Chaque scénario fait l objet d une analyse approfondie sous la forme de tableaux 119. Le tableau récapitulatif 120 supra a pour objet de pouvoir rapidement comparer les trois scénarii. Tableau 22 : Comparaison des 3 scénarii (aspects micro/macroéconomiques & empreinte carbone) 119 Seuls les tableaux du scénario TWEED sont repris dans le corps de la présente étude ; l ensemble des tableaux (hypothèses, formules, scénarii, ) des trois scénarii étant joints dans un fichier Excel. 120 Les coûts micro/ macroéconomiques des filières géothermie et transports ER ne sont pas calculés. Cluster TWEED 77/99

78 GREEN vs LOW Le scénario LOW est pratiquement l opposé du scénario GREEN : faible production d énergie renouvelable (16 TWh), faible création d emplois dans la filière renouvelable (3.415), faibles coûts (investissement de M, couts opérationnels de 237 M, combustibles pour M ), faible réduction de la facture énergétique (721 M ), empreinte et coûts carbone élevés (2.505 Mt ; 50 M ). Seul le faible investissement de ce scénario constitue un avantage. GREEN & TWEED vs LOW Aussi bien le scénario GREEN que le scénario TWEED coûtent initialement plus cher que le scénario LOW mais permettent un retour local très important (environ 45% de l investissement alors que le retour local du scénario LOW est de moins de 20%) et réduisent la facture énergétique de manière plus conséquente (entre 500 et 540 M de plus par an en 2020 en fonction du scénario). De plus, les scénarios GREEN et TWEED diffèrent positivement du scénario LOW au niveau des retombées des combustibles (faibles pour le scénario LOW car majoritairement importés) et de l empreinte carbone (45 M de coûts supplémentaires annuels pour le scénario LOW si le prix de la tonne de CO2 est fixé { 20 ). GREEN vs TWEED L investissement du scénario TWEED est de M inférieur au scénario GREEN, tandis que les retombées locales au niveau de l investissement sont seulement de 916 M moindre et que la création d emplois en 2020 est supérieur de plus emplois pour le scénario TWEED. TWEED vs GREEN & LOW Le scénario TWEED, plus proche du scénario GREEN que du scénario LOW et modélisé sur base d une analyse de sensibilité, est le scénario optimisé. Au niveau microéconomique, le scénario TWEED se démarque sans conteste des autres scénarii. En effet, pour un même volume de production d énergie (25 TWh), le coût du MWh est de 8% à 18% moins coûteux si l on considère le coût de production consommateur ou producteur par rapport au scénario GREEN, et de 11% moins coûteux par rapport au scénario LOW. Au niveau macroéconomique, ses coûts opérationnels et du combustible sont globalement équivalents à ceux du scénario GREEN mais sa réduction de la facture énergétique et le nombre d emplois est supérieur. (suite page suivante ) Cluster TWEED 78/99

79 CONSTATS ET PERSPECTIVES Bien que la présente étude comporte de manière inévitable une série de limites déjà évoquées, telles que la non-prise en considération de diverses externalités (pollutions autres que le : impact sonore des éoliennes par exemple), une série de constats majeurs ont pu être dressés et permettront aux décideurs politiques ou aux citoyens désireux de réaliser des investissements dans le secteur de l énergie de réaliser les bons choix. En effet, l étude permet de clairement conclure que le développement des énergies renouvelables est avantageux tant du point de vue microéconomique que du point de vue macroéconomique. L investissement dans les énergies renouvelables, parfois non négligeable, est rentable sur le long terme et constitue le bon choix à effectuer tant par le consommateur particulier que par la collectivité. Il n est pas vain de le rappeler, les énergies renouvelables créent par ailleurs de nombreux emplois, calculés dans ce présent rapport, et garantissent l indépendance énergétique tout en diminuant l empreinte carbone. Comme cela été démontré en avant-propos de cette étude, le secteur des énergies renouvelables est pour le moins mouvant, repenser fréquemment notre modèle énergétique et comparer régulièrement les avantages et inconvénients des filières de production d énergie renouvelable s avèrent donc être des nécessités. C est également dans cette optique que le Cluster TWEED a souhaité ajouter sa pierre à l édifice. Cluster TWEED 79/99

80 7 TABLEAUX 7.1 CALCUL DU COUT DE PRODUCTION CONSOMMATEUR : EXEMPLE POUR LE PETIT PHOTOVOLTAÏQUE Cluster TWEED 80/99

81 7.2 CALCUL DU COUT DE PRODUCTION PRODUCTEUR : EXEMPLE POUR LE PETIT PHOTOVOLTAÏQUE Cluster TWEED 81/99

82 7.3 Étude sur l impact micro et macroéconomique des énergies renouvelables en Région wallonne SCENARIO TWEED : TECHNIQUE OBJECTIFS - COUTS MICROECONOMIQUES Cluster TWEED 82/99

83 Cluster TWEED 83/99

84 Cluster TWEED 84/99

85 7.4 Étude sur l impact micro et macroéconomique des énergies renouvelables en Région wallonne SCENARIO TWEED ANALYSE MACROECONOMIQUE BALANCE COMMERCIALE ET CREATION D EMPLOI Cluster TWEED 85/99

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88 8 ANNEXES 8.1 POTENTIEL DES ENERGIES RENOUVELABLES EN REGION WALLONNE Les estimations du potentiel de diverses filières de production d énergie renouvelable sont d une grande utilité lors de l élaboration d un scénario de mix énergétique. En décembre 2011, le Cluster TWEED 121 présentait ainsi une estimation du potentiel de diverses filières de production d énergie renouvelable. A titre de validation, cette estimation peut faire l objet d une comparaison avec le potentiel estimé dans le projet d actualisation du PMDE (Plan pour la Maitrise Durable de l Énergie) 122, de mars Une note de réflexion et d'analyse 123 du CEPAG, datant de mai 2009, peut également être utilisée à une fin comparative, cette dernière présentait en effet une estimation plus récente du potentiel des diverses filières de production d énergie renouvelable du PMDE. Tableau 23 : Potentiel de production d'énergie d'origine renouvelable pour la Wallonie - décembre 2011 (GWh) Source : PMDE, CEPAG, TWEED (voir notes de bas de page) De manière générale l on peut constater que le potentiel estimé par le Cluster est plus large que celui du PMDE et du CEPAG. Certaines différences marquées méritent d être justifiées : > Le potentiel du photovoltaïque dans la colonne TWEED, plus élevé, est issu d un calcul spécifique qui considère les surfaces exploitables des maisons et autres immeubles. > Le potentiel biomasse/biométhanisation dans la colonne TWEED est nettement plus élevé du fait de la prise en compte des importations de biomasse. Ce potentiel est par ailleurs calculé sur base des limites de consommation de chaleur et de fourniture de biomasse ; le potentiel des autres filières dans la colonne TWEED étant quant à lui calculé sur base de conditions climatiques, de limites techniques ou de situations géographiques spécifiques. 121 Potentiel d'énergies renouvelables en Région wallonne, Cluster TWEED, décembre Projet d actualisation du Plan pour la Maitrise urable de l Énergie (PM E) en Wallonie { l horizon 2020, ECONOTEC IBAM ICEDD pour le Service Public de Wallonie DGO4 De partement de l E nergie et du Ba timent durable, 12 mars Projet d actualisation du Plan pour la Maitrise urable de l Énergie (PM E) en Wallonie { l horizon 2020, Un défi important pour 2020, Dominique Defrise, Mai 2009 Cluster TWEED 88/99

89 8.2 DEMONSTRATION DE LA FORMULE DE CALCUL DE RENTABILITE Supposons : un investissement un taux d inflation t un taux fixe de remboursement a la valeur de l énergie après i années le coût opérationnel après i années un remboursement Posons que soit le solde du capital restant à rembourser après i années. Voici les montants successifs du capital : Cluster TWEED 89/99

90 8.3 PAC : COEFFICIENT DE PERFORMANCE, COUT ET STATISTIQUES Coefficient De Performance (COP) La performance d une pompe { chaleur s'exprime par le coefficient de performance (COP). Le COP est défini comme étant le rapport entre la quantité d'énergie transférée par la PAC (chaleur restituée dans le bâtiment) et l'énergie consommée pour réaliser ce transfert (énergie utilisée pour faire fonctionner le compresseur et certains auxiliaires). Le COP est un nombre sans dimension 124. Par exemple, une PAC qui produit 4 kwh de chaleur pour une consommation de 1 kwh électrique, a un COP égal à 4. Il est d'autant plus élevé que la température de la source froide est élevée et que la température de la source chaude est petite. Investissement En 2009, l investissement pour une maison unifamiliale neuve de 200 (surface chauffée) équipée d une PAC air/eau (10kWth) avec un chauffage sol au rez-de-chaussée (100 ) et des ventilo-convecteurs "basse température" { l étage (4 pièces) était de l ordre de HTVA, soit 100 / et TVAC/kWth 125 (TVA de 6% pour les travaux de rénovation et/ou de réparation). En 2013 et pour des hypothèses similaires, le coût est estimé à TVAC/kWth pour une PAC air/eau de 9,9 selon le facilitateur EF Ce dernier se décompose comme suit : Élément Coût TVAC Unité extérieure 754,5 Module intérieur 846,5 4 ventilo-convecteurs 895,8 Chauffage par le sol pour ,5 Raccordements et petits accessoires 74,6 Main d œuvre 322,5 Total 3.222,4 Tableau 24 : Décomposition du coût d'une PAC air/eau Source : EF4 Nous fixerons dès lors le coût du kw à /kwth, soit la moyenne des précédentes estimations. Statistiques ATTB (page suivante ) 124 EF4 facilitateur PAC 125 Estimation 2009 Publication Les pompes à chaleur de la série économisons l énergie, SPW-DGO4, Département de l Énergie et du Bâtiment durable 126 Information aimablement transmise par David Dawir, facilitateur PAC EF4 Cluster TWEED 90/99

91 Statistiques ATTB Année PAC Chauffage PAC ECS Les répartitions selon le type et la puissance de PAC sont les suivantes : Puissance Air/Eau Eau/Eau 7 kw 2% 15% 7-17 kw 94% 75% > 17 kw 4% 10% Total 100% 100% Type Répartition Air/Eau 70% Eau/Eau 30% Total 100% Sur base des précédentes statistiques, il est possible d extrapoler le nombre de PAC de type Air/Eau en 2012 : Année PAC Chauffage % PAC Ch. A/E % % % % % % Cluster TWEED 91/99

92 8.4 CHAUDIERES COUTS ET STATISTIQUES Coût du mazout Le pouvoir calorifique inférieur (PCI) du mazout est d'environ 12 kilowattheures par kilogramme (kwh/kg), c'est-à-dire qu'un kilogramme de mazout procure au mieux 12 kilowattheures d'énergie en brûlant compte tenu des pertes dues à la vaporisation de l'eau dans les fumées 127. Le fioul domestique est vendu au litre. Avec une densité de 0,84 à 10 C, cela donne, à 11,86 kwh/kg, un pouvoir calorifique théorique de 9,96 kwh/litre. Le rendement PCI des chaudières variant entre 75 et 95 %, l'énergie récupérée est de 7,5 à 9,462 kwh/litre 128. Le prix au litre de gasoil de chauffage, par achat de moins de litres, est de 0, Si l on considère que la consommation moyenne d un ménage est de l ordre de 2000 litres par an 130, le prix du combustible est de 84 par MWh (1000/9,96 x 0,84). Le prix estimé par l APERE est quant { lui de 84 { 88 par MWh 131, et ce pour une commande supérieure à 2000 litres et une livraison incluse. Valbiom l estime quant { lui { près de 90 /MWh fin Notons que le prix par MWh du propane est plus élevé : 113 pour le propane en vrac et 175 pour le propane en bouteille 133. De par son prix plus élevé et son utilisation moindre fréquente que le mazout, le propane ne sera pas pris en compte dans la présente comparaison financière des énergies. Statistiques - ATTB chaudières ont été vendues sur les 20 dernières années : Chaudières Part Gaz - murales % Gaz - sol % Mazout % Total % (Suite page suivante _) ibid. 129 SPF Économie, PME, Classes Moyennes et Énergie - Tarif officiel produits pétroliers dernière mise à jour APERE, Smartguide et Renouvelle de décembre 2013 ; estimation pour 1 er décembre 2012 basée sur les données de la Fédération Pétrolière Belge Valbiom : Évolution des prix des combustibles bois par rapport au mazout de chauffage et au gaz 133 APERE, ibid. Cluster TWEED 92/99

93 La répartition par région étant la suivante : Région Gaz Mazout Flandre 70% 32% Bruxelles 9% 8% Wallonie 21% 60% Total 100% 100% Il n'est pas aisé de définir avec précision le nombre de chaudières installées { l heure actuelle. Il doit être aux environs 4,5 millions. Sur base des précédentes informations fournies par l ATTB, il est possible d estimer le nombre d installations en Wallonie : Région Gaz Mazout Flandre Bruxelles Wallonie Total La Wallonie compte près de chaudières, réparties à parts pratiquement égales entre les chaudières à gaz et chaudières à mazout. Cluster TWEED 93/99

94 8.5 CALCUL DES EMISSIONS DE POUR LES FILIERES COGENERATIONS Comme le démontre le tableau de coefficients d émissions de ci-dessous, le calcul des émissions moyennes de des filières cogénérations est complexe lorsque plusieurs types de combustible sont utilisés pour la production d énergie. Fraction organique biodégradable (biomasse) Des déchets industriels et municipaux 0 Des produits, déchets et résidus provenant de l'agriculture Biométhanisation (MWhp = MWhp biogaz) fumier et lisier 0 herbes (ensilage) 17 maïs 22 Biocarburants huile (vierge) de colza 65 biodiesel d'huile (vierge) de colza 80 Des prod., déchets et rés. de sylviculture et industries connexes Bois cultivé à finalité énergétique 40 Autres types de bois granulés de bois 30 résidus de la sylviculture (rémanents) 20 résidus des industries connexes 0 Tableau 25 : Coefficients d'émissions de dioxyde de carbone biomasse Note : "Les valeurs conventionnelles sont d'application pour une valorisation sur site. Le cas échéant, les opérations élémentaires nécessitées pour la préparation du combustible non comptabilisées dans les valeurs conventionnelles seront ajoutées. En cas de transport de la ressource vers le lieu de production de l'électricité verte, il y'a lieu d'ajouter les émissions associées à ce transport." Source : CWAPE communication CD-10l21-CWaPE La CWaPE spécifie par ailleurs des valeurs indicatives par opération élémentaire dans le cas des filières bois : Opération culture 20 collecte (abattage - débardage) 6,5 broyage 3,5 séchage 10 densification 10 transport dans un rayon de maximum 200 km 5 transport dans un rayon supe rieur a 200 km 25 Tableau 26 : Coefficients d'émissions par opération élémentaire pour les filières bois Source : CWAPE communication CD-10l21-CWaPE Cluster TWEED 94/99

95 Pour fixer des coefficients d émissions pour une installation bien déterminée de cogénération, il convient dès lors de considérer l origine des combustibles utilisés et les opérations élémentaires pour la mise en forme de ces combustibles. Il est ainsi possible de noter que la part des émissions de liées à la préparation du combustible devient prépondérante lors de l utilisation de déchets de biomasse ou de sousproduits, à contrario de la part des émissions de liées { l origine de la ressource. La présente étude considère cependant les filières de cogénération de manière générale. Une quantification moyenne d émissions de pour ces filières est dès lors difficile et inévitablement fort imprécise. La différence de nomenclature utilisée par la CWAPE et par la Région wallonne ajoute également de l imprécision dans le calcul d émissions moyenne de ; puisqu il devient nécessaire de lier les catégories définies. Le résultat de l exercice, repris sous la forme d un tableau infra, est dès lors { considérer avec prudence. EMISSIONS DEFINIES PAR LA CWAPE COGENERATION BIOMASSE EN WALLONIE EN 2010 CATEGORIE CO2/MWh CATEGORIE CORRESPONDANTE % Des déchets industriels et municipaux 0 Gaz de décharge 3,50% Biométhanisation (MWhp = MWhp biogaz) fumier et lisier 0 Digestion d'effluents d'élevage 5,00% herbes (ensilage) 17 maïs 22 Biométhanisation de déchets organiques 0,40% Biocarburants huile (vierge) de colza 65 biodiesel d'huile (vierge) de colza 80 Autres carburants liquides 1,00% Des prod., déchets et rés. de sylviculture et industries connexes Bois cultivé à finalité énergétique 40 / / granulés de bois 30 résidus de la sylviculture (rémanents) 20 Sous-produits végétaux et animaux 89,90% résidus des industries connexes 0 Tableau 27 : Émissions de CO2 liées aux divers combustibles de biomasse-énergie catégories CWAPE et Région wallonne Source : CWAPE communication CD-10l21-CWaPE ; Bilan énergétique de la Wallonie Bilan de production et de transformation, Février 2012 version 2 Sur base de ce jeu de correspondances, la moyenne des émissions avoisine. Cette moyenne sera retenue pour le calcul des émissions des filières cogénérations biomasse et biogaz. Notons que la transformation de sous-produits végétaux et animaux 134 représentait 89,9% de la production électrique nette pour la cogénération biomasse en Wallonie en Les émissions liées à cette catégorie ont dès lors une part prépondérante dans le total des émissions des filières cogénération. 134 Les sous-produits végétaux sont constitués de bois, pellets, liqueur noire (liqueur résiduaire issue de la fabrication de la pâte à papier), et les sciures, les copeaux et les écorces produits par les scieries; les sous-produits animaux sont constitués de graisses et de déchets d abattoirs. Cluster TWEED 95/99

96 9 REFERENCES 9 Milliards : Le futur maintenant!, Laurent Minguet, 2008 Analyse des coûts de production de l'électricité produite à partir de sources d'énergies renouvelables en région wallonne, mémoire-projet présenté par maxime Beguin, année académique 2009/2010 Bilans énergétiques wallons CREG étude (F) CDC-968 sur «la structure de coûts de la production d électricité par les centrales nucléaires en Belgique» menée en application de l article 23, 2, 2, de la loi du 29 avril 1999 relative { l organisation du marché de l électricité ; 6 mai 2010 Étude relative a l'adaptation des taux d'octroi de certificats verts, 3E, 15 mai 2013 E volution des prix du gaz naturel sur le marche re sidentiel, CREG, juin 2012 Feuille de route du secteur des énergies renouvelables - Plan d action wallon sur les énergies renouvelables { l horizon 2020, EDORA, 25 octobre 2010 GROUPE GEMIX Quel mix e nerge tique ide al pour la Belgique aux horizons 2020 et 2030?, Luc Dufresne (Pre sident), Marie-Pierre Fauconnier (Directeur-ge ne ral DG E nergie, SPF E conomie), Prof. Dr. Ir. Jacques De Ruyck. Avec la collaboration du Bureau fe de ral du Plan. Rapport actualise - Juillet 2012 La rente de rareté nucléaire belge - Résumé et analyse des estimations existantes à la demande du gouvernement fédéral Service Analyse micro-économique Banque nationale de Belgique, 26 avril 2011 Nowfuture.org - Comment calculer le coût de l énergie?, Laurent Minguet Nowfuture.org - Le coût de l énergie en Wallonie, Laurent Minguet Perspectives e nerge tiques pour la Belgique a l horizon 2030, Dominique Gusbin Bruno Hoornaert, Janvier 2004 ; Potentiel d'énergies renouvelables en Région wallonne, Cluster TWEED, décembre 2011 Pöyry, Technology Supply Curves for Low-Carbon Power Generation, Juin 2013 Projet d actualisation du Plan pour la Ma trise Durable de l Energie (PMDE) en Wallonie a l horizon 2020, ECONOTEC IBAM ICEDD pour le Service Public de Wallonie DGO4 De partement de l Energie et du Ba timent durable, 2009 Rapport Coûts prévisionnels de production de l électricité, AEN-AIE-OCDE, 09 juillet 2010 Rapport final sur les moyens de production d e lectricite , Juin 2012, SPF Economie, PME, Classes Moyennes et Energie - Direction Ge ne rale Energie - Observatoire de l Energie Smartguide2013, APERE, 2013 Cluster TWEED 96/99

97 Partie macroéconomique : valeur ajoutée et création d emploi Algoé et Blézat Consulting. (2007). Évaluation des emplois dans la filière biocombustibles. ADEME. Angers: ADEME. Capgemini Consulting. (2011). Détermination de la contribution optimale de l'électricité verte par rapport aux autres vecteurs et filières. Namur: Capgemini. Club Biogaz de l'association Technique Energie Environnement. (2011). Emplois dans la filière biogaz de 2005 à Arcueil: Club Biogaz. Cluster TWEED. (2011). Potentiel d'énergies renouvelables en Région wallonne. Liège: Cluster TWEED. Leconte, V., Bouchet, A., & Geoffron, P. (2012). Politiques de développement des énergies renouvelables: Repenser l'équation socio-économique. Paris: E-Cube Strategy Consultant. Lehr, U., Mönnig, A., Missaoui, R., & Marrouki, S. (2012). Energie renouvelable et efficacité énergétique en Tunisie: emploi, qualification et effets économiques. Tunis: Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ). Vandeburie, J. (2012, Août 27). L'emploi dans le secteur de l'énergie nucléaire et des renouvelables en Belgique. Consulté le Décembre 2013, sur ETOPIA: Wei, M., Patadia, S., & Kammen, D. M. (2009). Putting renewables and energy efficiency to work: How many jobs can the clean energy industry generate in the US? University of California, Berkeley. Elsevier. Cluster TWEED 97/99

98 10 LISTES 10.1 LISTE DES TABLEAUX Tableau 1 : Évolution de la consommation primaire d'énergie 2010 à 2020 (Mtep)... 9 Tableau 2 : Production d'énergie brute renouvelable dans la consommation finale brute de la Wallonie en 2011 (en %) Tableau 3 : Production d'électricité renouvelable en Région wallonne synthèse (GWh) Tableau 4 : Évolution par filière de la production d électricité issue de sources renouvelables d énergie en Wallonie (GWh) Tableau 5 : Les coûts constitutifs du coût de production Tableau 6 : Illustration CAPEX OPEX Des pourcentages seront mentionnés dans la prochaine partie. 13 Tableau 7 : Démarche d'investissement pour un consommateur et un producteur Tableau 8 : Paramètres de la formule de calcul coût de production consommateur Tableau 9 : Paramètres de la formule de calcul du coût de production producteur (LCOE) Tableau 10 : Taux de rendement interne par filière de production d'énergie (%) Tableau 11 : Coût de production du MWh pour les filières renouvelables et conventionnelles de production d énergie Tableau 12 : Hypothèses pour le calcul de la réduction de la facture énergétique Tableau 13 : Part importée et locale du coût de production par filière énergétique ( /MWh) (%) Tableau 14 : ETP/GWh par filière de production d'énergie renouvelable Tableau 15 : Exemples de coefficients d'émission de dioxyde de carbone de sources d'énergies primaires Tableau 16 : Coefficients d'émission de dioxyde de carbone par filière énergétique Tableau 17 : Émissions de dioxyde de carbone - filière nucléaire (%) Tableau 18 : Comparaison des 3 scénarii (aspects micro/macroéconomiques) Tableau 19 : Coût de production du MWh pour les filières renouvelables et conventionnelles de production d énergie Tableau 20 : Part importée et locale du coût de production par filière énergétique ( /MWh) (%) Tableau 21 : ETP/GWh par filière de production d'énergie renouvelable Tableau 22 : Comparaison des 3 scénarii (aspects micro/macroéconomiques & empreinte carbone) Tableau 23 : Potentiel de production d'énergie d'origine renouvelable pour la Wallonie - décembre 2011 (GWh) Tableau 24 : Décomposition du coût d'une PAC air/eau Tableau 25 : Coefficients d'émissions de dioxyde de carbone biomasse Tableau 26 : Coefficients d'émissions par opération élémentaire pour les filières bois Tableau 27 : Émissions de CO2 liées aux divers combustibles de biomasse-énergie catégories CWAPE et Région wallonne LISTE DES FIGURES Figure 1 : Structure de la production d'électricité en Belgique Figure 2 : Structure de la production d'électricité d'origine renouvelable en Belgique Figure 3 : Structure de la production d'électricité d'origine renouvelable en Wallonie (2012) Figure 4 : Illustration de l'analyse de sensibilité (filières de production d électricité renouvelable { biomasse) LISTE DES GRAPHIQUES Graphique 1 : Comparaison des trois scénarii (objectifs de production d'énergie) Cluster TWEED 98/99

99 Cluster TWEED Rue Natalis Liège Belgique Tél. : info@clustertweed.be Avec le soutien de