M0
Un mix électrique reposant à 100% sur des énergies renouvelables en 2050
Ce scénario est caractérisé par une sortie accélérée du nucléaire par rapport à la trajectoire définie par la Programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE), et vise à atteindre un mix reposant à 100% sur des énergies renouvelables dès 2050.
Les rythmes de développement du photovoltaïque, de l’éolien et des énergies marines sont poussés à leur maximum pour atteindre cet objectif, dépassant les meilleures performances européennes en la matière. Ce scénario implique également de mobiliser un bouquet de flexibilité très important et nécessite une maîtrise plus rapide de la production de gaz décarboné que les autres scénarios.
Les rythmes de développement du photovoltaïque, de l’éolien et des énergies marines sont poussés à leur maximum pour atteindre cet objectif, dépassant les meilleures performances européennes en la matière. Ce scénario implique également de mobiliser un bouquet de flexibilité très important et nécessite une maîtrise plus rapide de la production de gaz décarboné que les autres scénarios.
Production installée en 2050
éolien terrestre
68 GW
éolien en mer
52 GW
hydraulique
22 GW
photovoltaïque
178 GW
thermique
0 GW
nucléaire
0 GW
Bioénergies
2 GW
énergies marines
3 GW
Capacités de production (en GW)
Nucléaire
Éolien terrestre
Éolien en mer
Photovoltaïque
Énergies marines
Hydraulique
Bioénergies
Thermique
Dans la trajectoire « sobriété », la consommation d’électricité étant de 15% inférieure à la consommation de référence en 2050 (soit -90 TWh), le volume de moyens de production à installer est également réduit.
Associer une dynamique de sobriété au scénario M0, qui propose un mix 100% renouvelables dès 2050, permet de réduire, toutes choses étant égales par ailleurs, le rythme de développement des énergies renouvelables requis au cours des trente prochaines années pour sortir du nucléaire et donc de limiter les défis industriels, environnementaux et sociétaux associées à ce scénario.
En 2050, le mix électrique nécessite alors 177 GW de photovoltaïque (contre 208 GW dans la trajectoire de référence), 68 GW d’éolien terrestre (vs 74 GW) et 52 GW d’éolien en mer (vs 62 GW). Ces développements restent néanmoins importants : ils impliquent une inflexion du rythme actuel d’installation pour chacune des filières.
Associer une dynamique de sobriété au scénario M0, qui propose un mix 100% renouvelables dès 2050, permet de réduire, toutes choses étant égales par ailleurs, le rythme de développement des énergies renouvelables requis au cours des trente prochaines années pour sortir du nucléaire et donc de limiter les défis industriels, environnementaux et sociétaux associées à ce scénario.
En 2050, le mix électrique nécessite alors 177 GW de photovoltaïque (contre 208 GW dans la trajectoire de référence), 68 GW d’éolien terrestre (vs 74 GW) et 52 GW d’éolien en mer (vs 62 GW). Ces développements restent néanmoins importants : ils impliquent une inflexion du rythme actuel d’installation pour chacune des filières.
Télécharger les données
Production d’énergie (en % et en TWh)
Énergie produite
Énergie produite en % en %
Énergie produite en TWh en TWh
Nucléaire
Éolien terrestre
Éolien en mer
Photovoltaïque
Énergies marines
Hydraulique
Bioénergies
Thermique
Le mix électrique de ce scénario, sous la trajectoire de sobriété, est composé à 100% d’énergies renouvelables à l’horizon 2050.
Pour les différents scénarios étudiés, sous une trajectoire de sobriété, le besoin de nouvelles capacités flexibles est réduit par rapport à la trajectoire de référence. L’intérêt de développer fortement les interconnexions n’est néanmoins pas remis en cause (capacités d’imports de 39 GW), mais le besoin de consommation d’électricité flexible est réévalué à la baisse de l’ordre de 2 GW. Les besoins de nouveaux moyens thermiques décarbonés et de batteries sont fortement réduits dans tous les scénarios de mix, à l’exception de N2 et surtout N03.
Pour le scénario M0, le besoin en nouveaux moyens thermiques décarbonés est de 20 GW (vs 29 GW dans la trajectoire de référence), et le besoin de batteries stationnaires est de 22 GW (vs 26 GW).
Pour les différents scénarios étudiés, sous une trajectoire de sobriété, le besoin de nouvelles capacités flexibles est réduit par rapport à la trajectoire de référence. L’intérêt de développer fortement les interconnexions n’est néanmoins pas remis en cause (capacités d’imports de 39 GW), mais le besoin de consommation d’électricité flexible est réévalué à la baisse de l’ordre de 2 GW. Les besoins de nouveaux moyens thermiques décarbonés et de batteries sont fortement réduits dans tous les scénarios de mix, à l’exception de N2 et surtout N03.
Pour le scénario M0, le besoin en nouveaux moyens thermiques décarbonés est de 20 GW (vs 29 GW dans la trajectoire de référence), et le besoin de batteries stationnaires est de 22 GW (vs 26 GW).
Télécharger les données
Semaines types d’équilibre offre-demande d’électricité
Choisir une semaine type
Hiver froid
Hiver froid
Hiver peu de vent
Eté
Eté peu de vent
Production + imports
Consommation + exports
Production + Imports
Autres productions fatales (déchets, biomasse, biogaz, hydroliennes)
Eolien
Solaire
Nucléaire
Hydraulique
Biométhane
Injection power-to-gas-to-power
Injection vehicle-to-grid
Injection batteries stationnaires
Imports
Effacements
Ecrêtement EnR
Consommation + Exports
Consommation
Pompage
Soutirage power-to-gas-to-power
Soutirage vehicle-to-grid
Soutirage batteries stationnaires
Exports
Défaillance
Sur cette semaine hivernale caractérisée par une température toujours inférieure à la moyenne de la saison, le niveau de consommation est en conséquence très haut. Cela nécessite, en plus de la production renouvelable, d’avoir recours quasiment en permanence aux imports (en gris dans la partie supérieure du graphique « production + imports »), et à la production d’électricité via l’hydrogène (en violet), et ce même en milieu de journée.
Les moyens de flexibilités journaliers : batteries stationnaires et vehicle-to-grid (respectivement en rose et orange clair), stations de pompages hydrauliques (en bleu), auront tendance à se charger lors du pic solaire du midi (dans la partie inférieure du graphique « consommation + exports »). On observe même l’utilisation de production d’électricité via l’hydrogène en complément pour charger des batteries (en violet dans la partie supérieure du graphique, contribuant à alimenter la consommation en rose dans la partie inférieure du graphique) dans la journée de jeudi afin d’alimenter la consommation avant le lever du jour ou en soirée.
Les moyens de flexibilités journaliers : batteries stationnaires et vehicle-to-grid (respectivement en rose et orange clair), stations de pompages hydrauliques (en bleu), auront tendance à se charger lors du pic solaire du midi (dans la partie inférieure du graphique « consommation + exports »). On observe même l’utilisation de production d’électricité via l’hydrogène en complément pour charger des batteries (en violet dans la partie supérieure du graphique, contribuant à alimenter la consommation en rose dans la partie inférieure du graphique) dans la journée de jeudi afin d’alimenter la consommation avant le lever du jour ou en soirée.
Télécharger les données
Coûts complets du système électrique à l’horizon 2060 (en Md€/an)
2060 – coûts
de référence
de référence
Variante Coûts
des EnR
(basse et
haute)
des EnR
(basse et
haute)
Variante Coûts
du nucléaire
du nucléaire
Variante Coûts
du gaz (basse
et haute)
du gaz (basse
et haute)
Variante Taux
d'actu-
alisation (1%
et 7%)
d'actu-
alisation (1%
et 7%)
Nucléaire
Énergies renouvelables
Flexibilités
Réseau de transport d'électricité
Réseaux de distribution d'électricité
Exports
Total
Avec une consommation moindre, de l’ordre de 15% plus faible que la trajectoire de référence, la trajectoire de sobriété réduit les coûts complets du système par rapport à la trajectoire de référence, selon les scénarios et les variantes de 11 à 16%.
Sous les hypothèses des coûts de référence, l’interclassement des coûts complets des différents scénarios ne change pas, et demeure par ordre décroissant M1, M0, M23, N1, N2 et N03.
Sous les hypothèses des coûts de référence, l’interclassement des coûts complets des différents scénarios ne change pas, et demeure par ordre décroissant M1, M0, M23, N1, N2 et N03.
Télécharger les données
Emissions de gaz à effets de serre du système électrique (en Mt de CO2éq.)
Émissions en cycle de vie
Émissions en cycle de vie
Émissions directes
Nucléaire
Gaz
Charbon
Fioul
Hydraulique
Éolien
Photovoltaïque
Bioénergies
Batteries stationnaires
Electrolyseurs
Réseau de transport d'électricité
La trajectoire de « sobriété » permet, à l’horizon 2050, une réduction supplémentaire des émissions en analyse de cycle de vie de l’ordre de 2 millions de tonnes par an.
Comme pour la trajectoire de référence, les émissions en analyse de cycle de vie sont plus basses pour les scénarios comprenant le développement de renouvelable et de batteries le plus faible, avec un écart de 2 à 3 millions de tonnes par an entre les scénarios M0 et N03.
N.B. : en analyse en cycle de vie, les émissions directes des déchets non renouvelables compris dans les bioénergies, sont classiquement imputées aux producteurs de ces déchets. Afin d’éviter un double-comptage, elles ne sont alors pas comptées dans les émissions en cycle de vie de la production d’électricité à partir des déchets.
Comme pour la trajectoire de référence, les émissions en analyse de cycle de vie sont plus basses pour les scénarios comprenant le développement de renouvelable et de batteries le plus faible, avec un écart de 2 à 3 millions de tonnes par an entre les scénarios M0 et N03.
N.B. : en analyse en cycle de vie, les émissions directes des déchets non renouvelables compris dans les bioénergies, sont classiquement imputées aux producteurs de ces déchets. Afin d’éviter un double-comptage, elles ne sont alors pas comptées dans les émissions en cycle de vie de la production d’électricité à partir des déchets.
Télécharger les données
Consommations de ressources minérales du système électrique (en ktonnes)
Cuivre
Cuivre
Aluminium
Lithium
Cobalt
Nickel
Nucléaire
Photovoltaïque
Éolien en mer
Éolien terrestre
Hydraulique
Bioénergies
Thermique
Batteries stationnaires
Réseau de transport d'électricité
Batteries de véhicules électriques
La trajectoire de « sobriété » permet une réduction majeure de la consommation de cuivre pour le système électrique, de l’ordre de 30% entre 2019 et 2050 par rapport à la trajectoire de référence, avant tout du fait d’un nombre plus faible de véhicules électriques.
Les bénéfices associés à la trajectoire de « sobriété » sur la demande de cuivre vont au-delà du système électrique et concernent aussi les secteurs des bâtiments et du transport notamment. À titre d’illustration, une réduction du nombre et de la taille des véhicules réduira d’autant plus le besoin de ressources pour leur fabrication, ce qui s’ajoutera aux baisses évaluées ici. Les véhicules électriques eux-mêmes (hors batteries) contiennent quatre fois plus de cuivre qu’un véhicule thermique.
Les bénéfices associés à la trajectoire de « sobriété » sur la demande de cuivre vont au-delà du système électrique et concernent aussi les secteurs des bâtiments et du transport notamment. À titre d’illustration, une réduction du nombre et de la taille des véhicules réduira d’autant plus le besoin de ressources pour leur fabrication, ce qui s’ajoutera aux baisses évaluées ici. Les véhicules électriques eux-mêmes (hors batteries) contiennent quatre fois plus de cuivre qu’un véhicule thermique.
Télécharger les données
Surfaces associées au système électrique (en milliers d’hectares)
Surfaces totales
Surfaces totales
Surfaces artificialisées
Surfaces imperméabilisées
Centrales thermiques
Photovoltaïque toiture
Photovoltaïque au sol
Éolien terrestre
Nucléaire (y compris nucléaire hors service)
Ligne aérienne
Ligne souterraine
Poste électrique
Le calcul de la surface nécessaire au système électrique nécessite l’identification des surfaces occupées par chaque type d’ouvrage. Cette notion de surface occupée n’est toutefois pas définie de manière standard et peut recouvrir différentes conceptions.
La convention retenue est de définir la surface occupée par une installation donnée (par exemple une éolienne) comme celle qui délimite l’espace dans lequel il n’est pas possible de construire une autre installation du même type. Cette convention pour estimer la surface occupée tend à attribuer une surface très importante à l’éolien terrestre et aux lignes électriques alors même que la surface correspondante est très peu artificialisée et est très largement accessible à d’autres usages, notamment agricoles.
Sur la base de cette convention, la surface occupée en 2050 par le système électrique représente dans les différents scénarios étudiés, entre 2% et 3% du territoire, contre 1% aujourd’hui et elle est globalement plus importante dans les scénarios basés sur les plus fortes parts d’énergies renouvelables. Près de 95% de la surface occupée par le système électrique reste dans tous les scénarios accessible pour des co-usages.
Si les éoliennes et les lignes électriques représentent l’essentiel de la surface occupée, ce sont également les infrastructures qui permettent le plus de mutualisation avec les surfaces agricoles ou naturelles et peu de restriction sur les activités (même s’il existe des distances minimales aux bâtiments pour les éoliennes et les lignes électriques).
À long terme, le point de vigilance porte plus particulièrement sur les parcs photovoltaïques au sol qui peuvent être très consommateurs d’espace. De nouveaux modèles de développement dits « agrivoltaïques », susceptibles d’occuper un espace plus important, permettent toutefois d’envisager plus facilement des co-usages agricoles. L’analyse de projets concrets permettra de mesurer leur gain environnemental et leur compétitivité par rapport aux installations classiques de photovoltaïques au sol.
Par rapport à la trajectoire de référence, dans la trajectoire de « sobriété », la réduction de la surface occupée par le système électrique est de l’ordre de 10%.
La convention retenue est de définir la surface occupée par une installation donnée (par exemple une éolienne) comme celle qui délimite l’espace dans lequel il n’est pas possible de construire une autre installation du même type. Cette convention pour estimer la surface occupée tend à attribuer une surface très importante à l’éolien terrestre et aux lignes électriques alors même que la surface correspondante est très peu artificialisée et est très largement accessible à d’autres usages, notamment agricoles.
Sur la base de cette convention, la surface occupée en 2050 par le système électrique représente dans les différents scénarios étudiés, entre 2% et 3% du territoire, contre 1% aujourd’hui et elle est globalement plus importante dans les scénarios basés sur les plus fortes parts d’énergies renouvelables. Près de 95% de la surface occupée par le système électrique reste dans tous les scénarios accessible pour des co-usages.
Si les éoliennes et les lignes électriques représentent l’essentiel de la surface occupée, ce sont également les infrastructures qui permettent le plus de mutualisation avec les surfaces agricoles ou naturelles et peu de restriction sur les activités (même s’il existe des distances minimales aux bâtiments pour les éoliennes et les lignes électriques).
À long terme, le point de vigilance porte plus particulièrement sur les parcs photovoltaïques au sol qui peuvent être très consommateurs d’espace. De nouveaux modèles de développement dits « agrivoltaïques », susceptibles d’occuper un espace plus important, permettent toutefois d’envisager plus facilement des co-usages agricoles. L’analyse de projets concrets permettra de mesurer leur gain environnemental et leur compétitivité par rapport aux installations classiques de photovoltaïques au sol.
Par rapport à la trajectoire de référence, dans la trajectoire de « sobriété », la réduction de la surface occupée par le système électrique est de l’ordre de 10%.
Télécharger les données
Matières et déchets radioactifs
Entreposage de combustibles usés
Entreposage de combustibles usés
Combustibles usés à gérer à la fin de vie du parc nucléaire considéré dans le scénario
Déchets conditionnés produits à la fin de vie du parc nucléaire considéré dans le scénario
Quantité de combustible usé
Avec arrêt du retraitement
Capacité des piscines d'entreposage
Les déchets radioactifs issus de la production électronucléaire estimés ici sont les substances radioactives pour lesquelles aucune valorisation n’est prévue et qui ont vocation à être stockés en couche géologique profonde. Leur volume est estimé à l’issue de la fermeture du dernier réacteur pris en compte dans chaque scénario. Ces déchets radioactifs sont composés d’une part des matières non valorisables isolées à l’issue du retraitement du combustible nucléaire usé, et d’autre part, selon les décisions d’arrêt du retraitement ou de sortie du nucléaire, des combustibles usés (dès lors qu’ils n’ont aucune perspective de valorisation ultérieure potentielle).
Pour être stockés en couche géologique profonde, les déchets radioactifs doivent être conditionnés. Les déchets de haute activité (HA) et de moyenne activité à vie longue (MAVL) sont aujourd’hui conditionnés via le procédé de retraitement de l’usine de La Hague.
Dans les scénarios M, en raison de la sortie programmée du nucléaire, l’usine de retraitement de La Hague s’arrête en 2040 et n’est pas renouvelée. Le volume de déchets conditionnés et prêts à être stockés en couche géologique profonde correspond aux colis de déchets produits par cette usine jusqu’à cette date. Ce volume est donc proche dans tous les scénarios M et est à mettre en regard du dimensionnement de référence de Cigeo (10 000 m3 de déchets haute activité et 73 000 m3 de déchets moyenne activité vie longue).
Puisque des réacteurs continuent à fonctionner après 2040 dans tous les scénarios M, la production de combustibles usés continue après cette date. En l’absence de nouveaux réacteurs nucléaires, ces combustibles n’ont plus de perspective d’emploi, ils sont dès lors des déchets. Comme ils ne sont pas conditionnés, et qu’aucune solution de conditionnement n’est actuellement disponible, ils restent entreposés en piscine ; ils sont comptés à part comme combustibles à gérer.
In fine, le volume de déchets conditionnés des scénarios M s’accompagne d’un volume de combustibles usés à stocker comparable à celui de l’ensemble des autres déchets HA et MAVL.
NB : les déchets de démantèlement, de défense, de médecine et de recherche produit au-delà de 2019 ne sont pas pris en compte dans ces estimations, mais ne relèvent qu’en faible proportion des catégories HA et MAVL.
Pour être stockés en couche géologique profonde, les déchets radioactifs doivent être conditionnés. Les déchets de haute activité (HA) et de moyenne activité à vie longue (MAVL) sont aujourd’hui conditionnés via le procédé de retraitement de l’usine de La Hague.
Dans les scénarios M, en raison de la sortie programmée du nucléaire, l’usine de retraitement de La Hague s’arrête en 2040 et n’est pas renouvelée. Le volume de déchets conditionnés et prêts à être stockés en couche géologique profonde correspond aux colis de déchets produits par cette usine jusqu’à cette date. Ce volume est donc proche dans tous les scénarios M et est à mettre en regard du dimensionnement de référence de Cigeo (10 000 m3 de déchets haute activité et 73 000 m3 de déchets moyenne activité vie longue).
Puisque des réacteurs continuent à fonctionner après 2040 dans tous les scénarios M, la production de combustibles usés continue après cette date. En l’absence de nouveaux réacteurs nucléaires, ces combustibles n’ont plus de perspective d’emploi, ils sont dès lors des déchets. Comme ils ne sont pas conditionnés, et qu’aucune solution de conditionnement n’est actuellement disponible, ils restent entreposés en piscine ; ils sont comptés à part comme combustibles à gérer.
In fine, le volume de déchets conditionnés des scénarios M s’accompagne d’un volume de combustibles usés à stocker comparable à celui de l’ensemble des autres déchets HA et MAVL.
NB : les déchets de démantèlement, de défense, de médecine et de recherche produit au-delà de 2019 ne sont pas pris en compte dans ces estimations, mais ne relèvent qu’en faible proportion des catégories HA et MAVL.
Télécharger les données