M1
Des énergies renouvelables réparties de manière diffuse sur le territoire
Ce scénario, qui ne prévoit pas de renouvellement du parc nucléaire et l’arrêt complet de la production nucléaire à l’horizon 2060, est caractérisé par un développement très important des énergies renouvelables réparties de manière diffuse sur le territoire national.
Ce développement repose en grande partie sur la filière photovoltaïque, avec une logique de large diffusion de panneaux solaires au sol et sur toitures, y compris dans les régions les moins ensoleillées, et d’essor de l’autoconsommation pour les particuliers, les commerces et les petites entreprises. L’éolien terrestre se développe également. Cet essor de la production diffuse sous-entend une mobilisation forte des acteurs locaux participatifs et des collectivités locales. Le mix électrique de ce scénario s’accompagne de développements de solutions de flexibilités, telles que le stockage ou les flexibilités de la demande.
Ce développement repose en grande partie sur la filière photovoltaïque, avec une logique de large diffusion de panneaux solaires au sol et sur toitures, y compris dans les régions les moins ensoleillées, et d’essor de l’autoconsommation pour les particuliers, les commerces et les petites entreprises. L’éolien terrestre se développe également. Cet essor de la production diffuse sous-entend une mobilisation forte des acteurs locaux participatifs et des collectivités locales. Le mix électrique de ce scénario s’accompagne de développements de solutions de flexibilités, telles que le stockage ou les flexibilités de la demande.
Production installée en 2050
éolien terrestre
69 GW
éolien en mer
58 GW
hydraulique
22 GW
photovoltaïque
257 GW
thermique
0 GW
nucléaire
16 GW
Bioénergies
2 GW
énergies marines
1 GW
Capacités de production (en GW)
Nucléaire
Éolien terrestre
Éolien en mer
Photovoltaïque
Énergies marines
Hydraulique
Bioénergies
Thermique
La trajectoire de réindustrialisation profonde se traduit par une consommation d’électricité plus élevée en France que celle de la trajectoire de référence (+ 100 TWh).
Dans chacun des scénarios étudiés, cette production supplémentaire est apportée par les énergies renouvelables, les capacités de production nucléaires étant fixées a priori en fonction des choix politiques (scénarios M) ou des capacités industrielles de la filière (scénarios N).
Dans le scénario M1, en complément du parc de 16 GW de nucléaire restant du parc actuel, le parc de production est composé en 2050 de 257 GW de photovoltaïque (vs 214 GW dans la trajectoire de référence), 69 GW d’éolien terrestre (vs 59 GW) et de 58 GW d’éolien en mer (vs 45 GW).
Dans chacun des scénarios étudiés, cette production supplémentaire est apportée par les énergies renouvelables, les capacités de production nucléaires étant fixées a priori en fonction des choix politiques (scénarios M) ou des capacités industrielles de la filière (scénarios N).
Dans le scénario M1, en complément du parc de 16 GW de nucléaire restant du parc actuel, le parc de production est composé en 2050 de 257 GW de photovoltaïque (vs 214 GW dans la trajectoire de référence), 69 GW d’éolien terrestre (vs 59 GW) et de 58 GW d’éolien en mer (vs 45 GW).
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 réindustrialisation, est composé à 89% d’énergies renouvelables et de 11% de nucléaire à l’horizon 2050.
Dans les scénarios étudiés, sous la trajectoire de réindustrialisation, la production supplémentaire apportée par les énergies renouvelables pour faire face au surcroit de consommation conduit à augmenter le besoin de capacités flexibles par rapport à la trajectoire de référence. Ces besoins de flexibilités supplémentaires conduisent à augmenter la valeur économique de tous les leviers de flexibilité. Cependant le développement des interconnexions et des nouvelles STEP ne dépend pas uniquement des conditions économiques mais d’autres facteurs (notamment le gisement concernant les nouvelles STEP et la capacité industrielle et l’acceptabilité politique concernant les interconnexions). Pour l’analyse des trajectoires de réindustrialisation, RTE a donc retenu les mêmes hypothèses de développement des STEP (8 GW) et des interconnexions (39 GW) que dans la trajectoire de référence.
La trajectoire de réindustrialisation intègre une flexibilité plus importante de la consommation (5 GW de capacités effaçables supplémentaires apportées par les électrolyseurs). Dans tous les scénarios, y compris dans les scénarios avec relance forte du nucléaire, de nouveaux moyens thermiques décarbonés et des batteries sont nécessaires pour assurer la sécurité d’approvisionnement.
Pour le scénario M1, le besoin de nouveaux moyens thermiques décarbonés est de 26 GW (vs 20 GW dans la trajectoire de référence), et le besoin de batteries stationnaires est de 28 GW (vs 21 GW).
Dans les scénarios étudiés, sous la trajectoire de réindustrialisation, la production supplémentaire apportée par les énergies renouvelables pour faire face au surcroit de consommation conduit à augmenter le besoin de capacités flexibles par rapport à la trajectoire de référence. Ces besoins de flexibilités supplémentaires conduisent à augmenter la valeur économique de tous les leviers de flexibilité. Cependant le développement des interconnexions et des nouvelles STEP ne dépend pas uniquement des conditions économiques mais d’autres facteurs (notamment le gisement concernant les nouvelles STEP et la capacité industrielle et l’acceptabilité politique concernant les interconnexions). Pour l’analyse des trajectoires de réindustrialisation, RTE a donc retenu les mêmes hypothèses de développement des STEP (8 GW) et des interconnexions (39 GW) que dans la trajectoire de référence.
La trajectoire de réindustrialisation intègre une flexibilité plus importante de la consommation (5 GW de capacités effaçables supplémentaires apportées par les électrolyseurs). Dans tous les scénarios, y compris dans les scénarios avec relance forte du nucléaire, de nouveaux moyens thermiques décarbonés et des batteries sont nécessaires pour assurer la sécurité d’approvisionnement.
Pour le scénario M1, le besoin de nouveaux moyens thermiques décarbonés est de 26 GW (vs 20 GW dans la trajectoire de référence), et le besoin de batteries stationnaires est de 28 GW (vs 21 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 et nucléaire, 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 plus élevée de l’ordre de 15% par rapport à la trajectoire de référence, la trajectoire de réindustrialisation accroit les coûts complets du système par rapport à la trajectoire de référence, selon les scénarios et les variantes de 12 à 17%.
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 « réindustrialisation profonde » conduirait à augmenter la consommation d’électricité (pour alimenter de manière directe de nouveaux usages énergétiques ou pour produire de l’hydrogène nécessaire aux nouvelles industries) d’environ 100 TWh par rapport à la trajectoire de référence. Ce volume supplémentaire doit alors être couvert par un développement plus important de la production d’électricité décarbonée et notamment des énergies renouvelables.
Le surplus d’empreinte carbone du système électrique associé à ces moyens de production supplémentaires est à l’horizon 2050 de l’ordre de 2 millions de tonnes par an dans les 6 scénarios par rapport à la trajectoire de consommation de référence. Ce surplus reste faible par rapport à la réduction de l’empreinte carbone de la France associée aux hypothèses de réindustrialisation (de l’ordre de 50 millions de tonnes par an à l’horizon 2050).
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.
Le surplus d’empreinte carbone du système électrique associé à ces moyens de production supplémentaires est à l’horizon 2050 de l’ordre de 2 millions de tonnes par an dans les 6 scénarios par rapport à la trajectoire de consommation de référence. Ce surplus reste faible par rapport à la réduction de l’empreinte carbone de la France associée aux hypothèses de réindustrialisation (de l’ordre de 50 millions de tonnes par an à l’horizon 2050).
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 « réindustrialisation profonde » conduit à un accroissement de la consommation de cuivre dans les différents scénarios, de l’ordre de 10% de plus que dans la trajectoire de référence en 2050, principalement du fait d’une progression des parcs renouvelables par rapport aux mix énergétiques associés à la trajectoire de référence.
Dans le même temps, l’augmentation de consommation de cuivre induite par la trajectoire de « réindustrialisation profonde » en France pourrait être vraisemblablement compensée par une baisse de la consommation de ressources dans d’autres pays, du fait de l’activité industrielle qui y serait évitée et relocalisée en France.
Dans le même temps, l’augmentation de consommation de cuivre induite par la trajectoire de « réindustrialisation profonde » en France pourrait être vraisemblablement compensée par une baisse de la consommation de ressources dans d’autres pays, du fait de l’activité industrielle qui y serait évitée et relocalisée en France.
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 « réindustrialisation profonde », la surface occupée par le système électrique s’accroit de 15%.
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 « réindustrialisation profonde », la surface occupée par le système électrique s’accroit de 15%.
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