Un tarif progressif de l'énergie ? Loi Brottes

Introduction

Le Gouvernement annonce un projet de loi selon lequel la consommation énergétique des ménages serait divisée en 3 tranches :

• une 1ère tranche de nécessité, facturée à prix réduit (bonus)
• une 2^ème tranche de confort, facturée  à un prix un peu plus élevé (petit malus)
• une 3^ème tranche de gaspillage, facturée à un prix nettement plus élevé (malus)
• avec extension des tarifs sociaux à environ 7 fois plus de bénéficiaires,
• et neutralité économique globale du projet

Ce projet se veut social et écologique. Il n’appartient pas au présent blog, qui est apolitique, d’en apprécier le bien-fondé social, que nous acceptons par hypothèse. Mais il aurait des conséquences techniques, économiques et écologiques, qui sont bien l’objet du présent blog.

Il est porté par François Brottes, ancien journaliste, spécialiste de la communication, député PS. Il ne semble disposer ni de compétences techniques particulières en matière énergétique, ni d’expérience professionnelle de la libre concurrence, et se situe donc au niveau Politique.

Et pourtant, de solides connaissances techniques et économiques sont nécessaires pour faire le tri entre des réalités objectives dures, et des opinions. Nous ne doutons donc pas de la présence, dans son entourage, de conseillers neutres et compétents.

Ayant eu connaissance du premier message qu’il a modérément apprécié, il a néanmoins fait preuve de sérieux en nous faisant parvenir une réponse détaillée dont nous le remercions, et que nous avons prise en compte dans cette deuxième version de notre message.

  

Table des matières de ce blog

Résumé

Contrairement à la plupart des biens, la production électrique doit satisfaire à chaque instant une demande très fluctuante. Ses  prix de revient marginaux varient très largement, parallèlement à ses émissions de CO2. Il faut donc écrêter les pointes de consommation, dans l’intérêt de tous et de la planète.

Au contraire, le gaz naturel a un prix de revient est constant, et des émissions constantes et élevées : un tarif à tranches, horaire ou calendaire n’aurait pas de sens.

La détermination administrative du besoin énergétiques  d’un logement dépend de tellement de paramètres (saison, localisation, exposition, altitude, surface, isolation, voisinage, nombre et profil des occupants, mode de chauffage, eau chaude, cuisson, …) qu’elle serait très complexe, et aboutirait à une tarification illisible et/ou simpliste, et donc injuste. L’intrusion de l’Etat dans tous ces détails privés est une entrave, que rien n’impose, à la liberté de chacun.

Même dans le cas simple d’un logement « tout électrique » occupé par son propriétaire, l’application d’un paramètre « quantité » supplémentaire dans un abonnement qui prend déjà en compte le jour/nuit, ou même les pointes (Tempo) n’a aucun sens. Il faut dissuader la consommation au mauvais moment et non la consommation totale. Pour ce faire, un tarif continûment variable dans un cadre prédéterminé, s’appuyant sur les techniques numériques, serait beaucoup plus efficace qu’un tarif pénalisant la quantité totale.

Par surcroît, ce projet est inapplicable ou dépourvu de sens dans un grand nombre de cas :

• Chauffage biénergie : comment  additionner des énergies substituables ?
• Chauffage collectif sans comptage, réparti par millièmes de copropriété
• Chauffage de base par millièmes, d’appoint par abonnement individuel 
• Butane, GPL, fioul, charbon, bois achetés à des fournisseurs concurrents ou complémentaires
• Gaz de cuisine au forfait sans comptage
• Vente de gaz réparti (VGR) géré dans les copropriétés 
• Résidences multiples
• Pompes à chaleur / climatisations réversibles

Les objectifs « social » et « écologique » sont  incompatibles.  

Le projet confond  les améliorations :

• du comportement (se chauffer moins…) des occupants qui payent la facture,
• et de l’efficacité énergétique, qui est prépondérante, mais qui échappe souvent à ces mêmes occupants. 

Il est difficilement applicable, et sera générateur de conflits entre propriétaires et locataires

Dans l’habitat, comme dans l’automobile, depuis le premier choc pétrolier, l’efficacité énergétique a fait des progrès spectaculaires et ininterrompus par le simple jeu du coût de l’énergie fossile et de la concurrence entre fabricants. Un « Service Public de l’Efficacité Energétique dans l’Habitat », figurant dans le projet, ne s’impose donc pas.

Si le Gouvernement souhaite :

• réduire la précarité énergétique, il doit créer une allocation énergie
• réduire les émissions de CO2, il doit créer une taxe carbone

La seconde pourrait compenser la première dans le budget de l’Etat.

Le projet de loi est aux antipodes de la clarté sans laquelle une loi ne peut être ni juste, ni efficace!

Message détaillé

La redistribution

La redistribution peut se faire de 3 manières :

• Augmenter les revenus les plus bas par des aides ou allocations (famille, logement, bourses…) financées notamment par le budget de l’Etat. C’est clair.
• Réduire, jusqu’à la gratuité pour tous, le coût de certaines prestations (éducation, santé, sécurité intérieure, justice, infrastructures…), que l’on fait supporter par le budget de l’Etat. C’est encore clair, mais cette gratuité amène souvent un gaspillage qui se traduit par augmentation permanente de leurs coûts (santé, CMU, éducation).
• Réduire les coûts de certains produits ou services (cantines scolaires, logements sociaux, transports urbains, colonies  de vacance...) pour certaines catégories de clients. Ceci augmente le pouvoir d’achat de leur monnaie, et rend donc impossible les comparaisons de revenus et de flux économiques. Ces transferts échappent souvent à la comptabilité nationale, et amènent à sous-estimer le niveau des prélèvements obligatoires. Ce sont donc des impôts redistributifs cachés.

Malgré cela (ou peut-être pour cela?), le projet du Gouvernement appartient à cette dernière catégorie. Il aurait été était plus simple et plus clair de créer « une allocation énergie » financée par le budget de l’Etat. La sincérité des comptes publics voudrait alors que cette aide y soit réintégrée, accompagnée par la CSPE, cette "Contribution au Service Public de l’Electricité", qui est de même nature !

L’énergie électrique

voir « Les filières de production d’énergie électrique »

La plupart des biens ont un prix de revient constant et peuvent être stockés : il suffit d’en produire dans la durée une quantité suffisante, répartie entre les utilisateurs après stockage. Beaucoup de produits énergétiques sont dans ce cas.

Au contraire, la production électrique doit être suffisante pour satisfaire à chaque instant une demande éminemment variable, avec des prix de revient marginaux de production variant d’une quasi gratuité (hydraulique, éolien, nucléaire) à un niveau très élevé (thermique, fossile, importation).

Pour réduire ses coûts (et ses émissions de CO2), il faut utiliser au maximum les sources décarbonées (hydraulique et nucléaire), et le moins possible les énergies fossiles (charbon, fuel, gaz…). Les premières ayant une capacité insuffisante pour absorber les pointes de consommation, la meilleure solution consiste à écrêter ces pointes autant que possible, en reportant dans le temps certaines consommations (chauffage à accumulation, chauffe-eau, demain charge de véhicule électrique), ou en leur substituant d’autres énergies (bi-énergie). Les différents tarifs ERDF y contribuent plus ou moins et sont largement perfectibles (voir ci-dessous).

L’électricité s’apparente aux transports aérien ou ferroviaire pour lesquels une tarification élevée, voire dissuasive, (dite « yield management ») vise à réduire la demande de crête pour l’adapter à une capacité de transport limitée, et inversement, à réduire les prix pour encourager la demande quand les capacités ne sont pas saturées.

Ceci profiterait finalement à tous, y compris au plus bas revenus qui n’ont pas plus de motif que les autres à refuser de décaler certaines consommations, et à la planète par de moindres émissions de CO2.

Le gaz de réseau (dit "naturel" ou "G20")

voir : « Synoptique de l’énergie en France »

Ce produit ayant un prix d’achat fixe pour les opérateurs, et s’accommodant assez bien des variations de consommation, on comprend mal ce qui justifierait un tarif à tranches. Si l’on veut décourager sa consommation au nom de la réduction du CO2, ce qui est souhaitable, il y a lieu de créer une taxe carbone qui s’appliquerait à tous les carburants et combustibles carbonés, en réseau ou non, au prorata de leur teneur en carbone, et quelle que soit leur destination : gaz naturel, fioul domestique, carburants... (Un message sur ce sujet complexe est en préparation).

Comment déterminer le niveau des tranches ?

Le besoin énergétique d’un logement, tous modes de chauffage confondus, dépend évidemment de nombreux paramètres :

• logement proprement dit : surface, isolation, exposition, région (du nord au sud, maritime ou continentale), altitude, portes et fenêtres,  part des façades extérieures, locaux contigus non chauffés…
• occupants : âge, santé, mais très peu leur nombre car le chauffage est prépondérant  sur les consommations individualisées
• mode de chauffage
• rendement du chauffage: 100% en électrique,  un peu moins en gaz (sur PCS), nettement moins avec le bois ou le charbon, beaucoup plus avec des pompes à chaleur
• énergie utilisée : électrique, gaz de réseau, GPL, fuel, charbon, bois et dérivés, bi-énergie, pompe à chaleur, individuel, collectif, de base, d’appoint, climatisation, réversible ou non, géothermie…
• autres consommateurs électroménagers :
• eau chaude électrique, au gaz, au fuel, solaire thermique, géothermique…
• éclairage, qui dépend lui aussi de multiples facteurs
• électroménager blanc : froid et lavage,
• cuisson : gaz, électrique thermique, radiante, à induction, à micro-ondes aux rendements très différents
• électronique : audio, vidéo, son, informatique, télécommunications

Bien malin qui pourra établir un barème des tranches tarifaires prenant tous ces éléments en compte! La complexité mènera au mieux à un barème très complexes, et donc illisible, ou au pire à un barème simpliste, les deux engendrant des effets pervers. Et à combien s’élèveront les frais administratifs et de communication pour mise en place et gestion de cette complexité auprès des 50 millions d’abonnés aux réseaux gaz et/ou à l’électricité ?

A ce stade, le projet de loi élimine la plupart des paramètres pertinents ci-dessus, pour se focaliser sur la région et le nombre d’occupants. Curieusement, il retient la surface, paramètre fondamental, pour les immeubles collectifs, mais pas pour les pavillons. Il sera bien loin de résoudre ce problème insoluble, ce qui amènera, s’il devait être adopté, une avalanche de protestations et de contentieux.

Résidence principale « tout électrique » occupée par le propriétaire

C’est le cas le plus simple. Rappelons qu’ERDF propose trois tarifs principaux :

• Le tarif de base, à prix constant du KWh. 
• Le tarif « Pleines/Creuses », pratiquement jour/nuit, est faiblement modulé : le KWh en heure creuse est 32% moins cher qu’en heure pleine. Il est médiocrement pertinent, puisque l’essentiel des variations de la demande électrique est annuel (hiver/été) et non pas quotidien. Voir des explications détaillées.
• Le tarif Tempo, de 9 à 60 KW, Bleu/Blanc/Rouge + Jour/Nuit, module fortement le coût du KWh, dans un facteur 7. Comme il prend en compte les deux paramètres « jour/nuit » et « pointe », il  est très pertinent en ce qu’il autorise l’opérateur à passer au « blanc » (43 jours par an) ou au « rouge » (22 jours par an) avec seulement 10 heures de préavis. Il est donc aussi plus contraignant pour l’usager, avec en contrepartie une énergie « bleue » peu chère 300 jours et nuits par an.
• On peut imaginer mieux : les techniques numériques permettent d’envisager un prix instantané que l’opérateur pourrait fixer à son gré, selon son coût d’approvisionnement et la saturation de ses moyens, avec un préavis très réduit, selon des règles préétablies, comportant notamment un maximum du prix moyen proposé sur l’année. Il permettrait de réduire considérablement, sans doute de diviser par 2, la part carbonée de l’énergie électrique en France, sans aucun moyen de production supplémentaire. L’utilisateur pourrait affecter à chaque appareil, ou à chaque section de son armoire électrique, un prix maximum de l’énergie au-delà duquel il serait automatiquement déconnecté, ou verrait sa puissance réduite. C’est ce que l'on appelle de l’effacement diffus. 
• Le tarif social actuel concerne environ  600 000 bénéficiaires, et réduit le tarif de l’ordre de 50% dans la limite des  100 premiers KWh par mois, pour un maximum de 140€ par an, indépendamment du type d’abonnement et de la puissance souscrite.

Le projet du gouvernement donne un barème des coefficients à appliquer sur le tarif actuel, barème affiché sous forme de fourchettes mini / maxi selon le tableau ci-dessous. Les coefficients effectifs seront fixés ultérieurement dans ces fourchettes, par décret.

Volume / Volume de base	< 100%	100% à 150%	> 150%
2013	0,90 à 1,00	1,00 à 1,03	1,00 à 1,10
2014	0,80 à 1,00	1,00 à 1,06	1,00 à 1,20
2015	0,70 à 1,00	1,00 à 1,09	1,00 à 1,30

Ceci est illustré par le graphique ci-dessous, établi sur les valeurs médianes de chaque fourchette du projet de loi, plus les valeurs maximum pour 2015. Dans ce graphique, le trait d’ordonnée 100% correspond à la base du prix fixe du KWH:

Il en ressort que, dans toutes ces hypothèses, l’équilibre par rapport au tarif antérieur n’est atteint que pour un volume de 235% du volume de base. Bien entendu, ceci ne permettrait pas d’équilibrer le bonus par le malus. Les chiffres retenus par décret seront donc nécessairement proches de zéro pour les bonus, et proches du maxi pour les malus. Les fourchettes affichées sont biaisées. Ceci ne peut s’expliquer de deux manières dont nous ne préjugeons pas, mais dont aucune n’est acceptable :

·        Soit parce que l’application marginale (seule possible) des bonus / malus n’a pas été examiné correctement.

·        Soit parce que l’on a cherché à enjoliver la réalité afin de la faire accepter plus facilement par les députés et par l’opinion.

En matière économique, et plus encore en matière écologique, ce n’est pas la consommation cumulée qui pose problème, mais bien la consommation au mauvais moment. Faire varier le prix du KWH en fonction de la quantité consommée par période de facturation, alors qu’elle varie déjà selon l’heure et le calendrier, est incohérent.

Plus précisément, quel sens y a-t-il à gérer un bonus / malus qui ne fera guère varier la facture que de ±10%, alors que le tarif P/C montre un écart de 32%, et le Tempo jusqu’à un facteur 7 ? Ce bonus malus ne changera en rien le comportement des consommateurs, parce qu’il sera noyé :

• dans des variations autrement plus importantes et pertinentes,
• et dans une facture de plus en plus illisible.

Ce même projet prévoit un tarif social étendu notamment à tous les bénéficiaires de la CMU, pour parvenir de 700 000 abonnés à 4 200 000 abonnés, pour un  coût est de l’ordre de 500 M€, soit environ 20 € par abonné non bénéficiaire. Les ayant-droit  bénéficieraient d’une réduction des selon le barème suivant :

Volume / Volume de base	< 100%	100% à 150%	> 150%
2013	0,80 à 1,00	0,97 à 1,00	1,00 à 1,05
2014	0,60 à 1,00	0,94 à 1,00	1,00 à 1,10
2015	0,40 à 1,00	0,91 à 1,00	1,00 à 1,15

Ceci est à nouveau illustré par le graphique ci-dessous, établi comme précédemment sur les valeurs médianes de chaque fourchette du projet de loi, plus les valeurs maximum pour 2015 :

Pour chacune de ses lignes, dans l’hypothèse médiane, ce barème ne s’équilibre que pour une consommation de 580% du volume de base. Il n’a donc aucune chance d’être par lui-même équilibré, mais il ne faut pas perdre de vue que, au contraire du précédent, il n’a pas vocation à l'être. Cependant, permettre de monter à 580% du volume de base sans pénalité revient à pousser les bénéficiaires à l’irresponsabilité, ce qui est peu compatible avec l’objectif écologique affiché.

Il faudra bien compenser l’écart entre ce tarif social et le tarif normal. A ce stade, on ne voit pas clairement si cela sera fait :

• par le budget de l’Etat, et donc payée par le contribuable,
• par une ligne supplémentaire que l’on pourrait baptiser « CSSE » (Contribution au Service Social de l’Electricité) par analogie avec la CSPE, et s’additionnant à cette dernière en fin de facture,
• ou par une hausse générale des tarifs.

La première solution étant hautement improbable, les deux dernières aboutiront à un impôt redistributif caché, payé par 26 millions d’abonnés au profit de 4 millions d’autres abonnés, et non pris en compte dans les prélèvements obligatoires dont les factures ERDF ne font pas partie. 

Suggestion

Notons qu’il existe déjà dans les abonnements un avantage aux petits consommateurs. Alors que cet abonnement reflète les frais de relevé, facturation et recouvrement qui sont strictement indépendants de la puissance souscrite, son ordre de grandeur est de l’ordre 3 €/KW/an, donc plus ou moins proportionnel à la puissance souscrite, et non pas constant. 

Dans un but social, on pourrait accentuer cet avantage en facturant l’abonnement par exemple comme ci-dessus (courbe « New » en pointillé) selon la formule :

            Abonnt. = (1,80 € + Puissance souscrite x 0,10 €/KW) x Puissance souscrite

Il est surprenant qu’actuellement, certains des bénéficiaires du tarif social aient des abonnements pouvant dépasser 12 KW, alors que ce tarif est limité à 100 KWh par mois, soit 8 heures par mois de consommation à 12 KW, soit encore une consommation moyenne de 140 watts, égale à 1,4% de la puissance souscrite ! Cette suggestion a le mérite d’être très simple à mettre en œuvre, et de pousser à la correction de l’anomalie ci-dessus. Elle ne pousse pas à la réduction des quantités, mais nous avons vu que ce paramètre est  peu pertinent. Elle pousse à réduire la puissance souscrite, et peut donc avoir un effet favorable sur les pointes.

Projet inapplicable : liste non exhaustive  d’exemples

• Locataires : 43% des ménages sont locataires. La modification des caractéristiques du logement et de son mode de chauffage n’appartiennent pas au locataire, dont la marge de manœuvre est donc très faible : il ne peut qu’utiliser plus ou moins ses appareils, et notamment son chauffage. Si la cuisine est équipée, le locataire n’a même plus le choix des appareils, mais il devra payer plus cher si ses plaques de cuisson sont à résistance plutôt qu’à induction !
• Le projet de permettre au locataire, occupant un logement de performance énergétique inférieure à un seuil réglementé, de déduire du loyer une partie du malus qu’il pourrait avoir à supporter, est surprenant à plusieurs titres :
• La déduction envenimera les relations, déjà tendues, entre bailleurs et locataires
• Les performances énergétique ayant été communiqué avant la signature du bail, le preneur s’engage en parfaite connaissance de cause, et bénéficie d’un loyer plus bas si ces performances sont médiocres. Ceci n’appelle pas de compensation.
• La performance énergétique (limitée au chauffage) n’est pas le seul facteur de consommation. Il y a aussi le chauffe-eau, l’éclairage, l’équipement de cuisine, la présence de locaux contigus non chauffés, l’altitude, etc. qui ne sont pas pris en compte.
• Le calcul de cette déduction, sans doute annuelle, ne sera pas simple. Comment procède-t-on en fin d’un bail comportant une fraction d’année ?
• Elle viendra déduire la rémunération du gestionnaire qui n‘y est pour rien
• Elle dissuadera la mise à bail des logements anciens par leurs propriétaires
• Elle posera le problème du statut juridique (loyers réglementés) et fiscal de cette déduction, et alimentera une jurisprudence complexe pour le plus grand bonheur des juristes.
• Et tout cela pour des montants très modestes, qui ne justifient en rien cette complexité. 
• Double source d’énergie : De très nombreux logements sont abonnés aux deux réseaux électrique et gaz. Ces énergies sont substituables pour plusieurs applications : eau chaude, chauffage, cuisson. Comment définit-on les tranches de chacune des énergies ? Faudra-t-il interdire les substitutions ? Ou les déclarer? Qui fait l’addition des consommations, et sur quelle énergie porte le malus?
•  Chauffage bi-énergie : Cette excellente solution consiste à utiliser un chauffage le plus souvent électrique, et à lui substituer un chauffage au gaz en période de pointe, lorsque la production électrique fait appel aux combustibles fossiles. Rappelons qu’un chauffage électrique émet :
• en pointe, 3 fois plus de CO2 (marginal) qu’une chaudière à gaz à condensation,
• mais en dehors des pointes, aucune émission,
• Comme ci-dessus, faire supporter un malus, ou attribuer un bonus à l’une ou l’autre de  ces énergies n’a aucun sens.
• Immeubles collectifs : 
• De très nombreux immeubles construits avant 1970 disposent de chauffage central avec une chaufferie unique. Dans beaucoup d’entre-eux, la distribution d’eau de chauffage se fait par des colonnes verticales, à raison d’une par radiateur, ce qui rend pratiquement impossible le comptage de l’énergie thermique consommée. Il en est parfois de même pour les colonnes verticales d'eau chaude sanitaire, eu égard aux difficultés d'installation de compteurs volumétriques. La répartition des frais se fait par millièmes de copropriété. Malgré l’application qui en est prévue, le projet de bonus / malus est ici dépourvu de sens: l'attribtion du malus à une copropriété de 100 appartements ne motivera pas l'occupant de 1 de ces 100 appartements.
• Chauffage de base / d’appoint : Certains immeubles comportent
• un chauffage de base collectif imposé, électrique ou à eau chaude, qui assure une température minimum de l’ordre de 15°C, et dont le coût est réparti par millièmes de copropriété.
• et un chauffage d’appoint, généralement électrique, par l’abonnement de l’occupant qui règle la température à sa convenance, et paye le prix.
• Cette architecture vise à :
• réduire le « vol de calories » par un appartement non chauffé situé entre des appartements chauffés, qui peut être tout à fait significatif, notamment aux étages intermédiaires,
• tout en responsabilisant les comportements individuels,
• et résoudre le problème du paragraphe précédent.
• Les tranches du projet devraient prendre en compte le chauffage de base, noyé dans les charges de copropriété dites « locatives », et le chauffage d’appoint, facturé différemment : ingérable !
•  Butane, GPL (propane), fioul, charbon, bois vrac ou granulés : Ces combustibles hors réseaux, pour toutes applications (chauffage, eau chaude, cuisson...) peuvent faire appel à plusieurs fournisseurs ou sources d’approvisionnement concurrentes ou complémentaires. En les éliminant pour cause d’impossibilité, le projet de loi avoue sa propre incohérence : deux poids , deux mesures selon que l’on est, ou non, abonné d’un réseau.
• Changement d’opérateur en cours d’année: On se heurte au même problème que ci-dessus.
• Gaz de cuisine : Dans de nombreux immeubles récents, le gaz de cuisine est distribué depuis le réseau sans comptage, et facturé forfaitairement, ce qui permet l’économie du comptage. Le débit est limité, mais la quantité consommée est inconnue. Le projet est inapplicable.
• Chauffage des parties communes: leur prise en compte n'est pas prévue.

•  Vente de gaz réparti (FidelioConso de GDF-Suez, ou équivalent) : Les immeubles récents chauffés au gaz par une chaufferie collective utilisent souvent une formule qui aboutit à :
• Compter  l’énergie thermique consommée par chaque appartement, qui a 2 composantes :
• l’eau de chauffage, à partir de capteurs multipliant le débit par l’écart de température entre l’entrée et la sortie,
• et l’eau chaude sanitaire, selon le débit multiplié par un écart de température forfaitaire.
• Compter le volume de gaz livré à la chaufferie centrale, et donc son coût
• Etablir des factures comportant 3 composantes :
• Un abonnement forfaitaire indépendant de la taille du logement, contrepartie des frais de comptage, facturation et recouvrement
• La répartition de la consommation totale de gaz comme suit :
• ¾ au prorata de la consommation d’énergie décompté en chauffage et eau chaude
• ¼ selon les millièmes de copropriété (c’est un chauffage de base)
• Ce principe, moderne et cohérent, est antinomique avec le projet.
• Résidences multiples : Celui qui dispose de plusieurs résidences, qu’elles soient en propriété ou en location, a le droit de choisir librement celle qu’il considère comme principale, qui sera son domicile juridique et fiscal, mais qui ne sera pas nécessairement celle où il se trouve le plus souvent, notamment en hiver. L’application du projet à la résidence principale risque d’aboutir  à un bonus injustifié. La, ou les, résidences secondaires sont exclues du projet : il en existe plus de 3 millions en France. Le projet de bonus / malus pénalise ainsi celui qui a une grande résidence principale, et avantage celui qui dispose de plusieurs résidences, indépendamment du fait qu’il les occupe ou non. On touche ici à l’impossibilité de fixer une norme valide en matière de consommation énergétique !
•  Pompes à chaleur / Climatisation réversible : Les pompes à chaleur, largement méconnues en France, constituent une amélioration radicale de l’efficacité énergétique. Cet investissement assez lourd permet de diviser  l’énergie électrique consommée par environ 2,5 (pompes à chaleur aérothermiques) à 3,5 (pompes à chaleur dites "géothermiques"), voire jusqu’à 5 en bord de mer, par rapport à un chauffage électrique direct. Appliquer un probable petit bonus à des utilisateurs ayant réalisé un gros investissement largement compensé par des grosses économies d’énergie et des avantages fiscaux est dérisoire.
• Une climatisation réversible est très proche d’une pompe à chaleur, puisqu’elle en diffère principalement par la présence sur le fluide thermodynamique d’une vanne 4 voies qui permet d'inverser son cycle: la faire travailler en chauffage en hiver et en réfrigération en été. Mais en raison de cette dernière possibilité, elle est exclue des avantages fiscaux. Pourtant, elle réalise la même économie  d'argent et de CO2 en mode chauffage, et, comme la climatisation n’est utilisée que par fortes chaleur, donc en période de faible demande électrique, cette fonction additionnelle est alimentée en France uniquement par de l’énergie décarbonée, et ne devrait donc pas être dissuadée.
• L’adjonction d’un bonus / malus sur l’énergie n'aurait ni impact significatif, ni cohérence, sur ces investissements coûteux, mais grandement préférables à un chauffage tout électrique. Là encore, le projet n’a aucune pertinence. Il vaudrait mieux faire la promotion de ces solutions pour lesquelles la France est très en retard. 

Le Service Public de l’Efficacité Energétique dans l’Habitat

Curieusement, au moment où il va falloir réduire sérieusement les dépenses publiques, le projet prévoit sa création.

Observons d’abord que, malgré l’absence de « Service Public de l’Efficacité Energétique dans les Transports Routiers » cette efficacité a augmenté de façon spectaculaire grâce au prix des carburants et à la concurrence entre constructeurs qui ont amené des solutions techniques de plus en plus performantes. Voir « Les véhicules » dans la 2^ème partie de la table des matières.

Dans l’habitat le premier choc pétrolier a amené dès le début des années 1970 une prise de conscience relative à l’efficacité énergétique, débouchant sur une amélioration considérable.  La poursuite de la hausse du prix des énergies primaires l’accélère naturellement, sans qu’un service public, qui engendre des coûts, et ne détient pas la vérité, ne soit ici nécessaire, ni même utile.

Dans le même registre, la création d’un médiateur (avec son administration) pour gérée les conflits résultant de ce projet, pourrait facilement être évitée en…  renonçant au projet !

Conclusion

Partant de bonne intentions, ce projet qui prétend réduire ce que l’on convient d’appeler la précarité énergétique, tout en réduisant les émissions de CO2, est pratiquement une absurdité : Son objectif « social » (réduire le prix des petites consommations et étendre les tarifs sociaux) est incompatible avec son objectif « écologique » qui est d’ailleurs mal déterminé (réduction des quantités globales au lieu de réduction des émissions de CO2).

Il confond  les améliorations :

• du comportement (se chauffer moins…) des occupants qui payent la facture,
• et de l’efficacité énergétique, qui est prépondérante, mais qui échappe souvent aux occupants,
• tout en proposant un système complexe et conflictuel de réduction administrative du loyer dans certains cas
• Ne pouvant s’appliquer à tous, il crée une injustice : une partie seulement des ménages, selon leur source d’énergie et le nombre de leurs résidences, supporterait le malus.
• Le barème des « volumes de base » serait tellement complexe et cependant limité qu’il mènerait à des absurdités et effets pervers.
•  Le projet  est inquisitoire, en ce qu’il rajoute une déclaration à celles qui existent déjà (IR et éventuellement ISF), et liberticide, en ce que l’Etat va définir ce qui est nécessaire ou non à un abonné, sans préjudice de ses besoins particuliers, de ses goûts, de sa liberté d’augmenter une dépense en en réduisant une autre.
•  Il conduit à augmenter les prélèvements obligatoires sans que cela apparaisse dans les comptes de la Nation, les rendant insincères.
•  Ce projet a toutes les chances de s’ensabler, sans regrets :
• soit qu’il ne soit jamais voté, (il a déjà été refusé par la Sénat),
• soit que les décrets d’application ne paraissent jamais, faute de parvenir à les rédiger,
• soit que le paramétrage administratif le réduise, comme le projet en laisse la possibilité, à presque rien,
• Si le Gouvernement souhaite :
• réduire la précarité énergétique, il doit créer une allocation énergie analogue à l’allocation au logement (et pourquoi pas un simple coefficient sur cette dernière ?)
• réduire les émissions de CO2, il doit créer une taxe carbone d’assiette aussi large que possible (carburants + combustibles), et encourager la tarification variable de l’électricité selon la demande globale, comme dans les transports.
• La seconde pourra servir à financer la première.

 La clarté d’une disposition législative ou réglementaire reste une condition nécessaire de son efficacité et de son équité. Ce projet est malheureusement aux antipodes !

Bonus / malus écolo automobile: amélioration ou aggravation?

Table des matières de ce blog

Résumé

Le système de bonus / malus est totalement dépourvu de fondement :

• La version 2013 est fortement aggravée, et encore moins réaliste, que celle de 2012. La courbe compliquée résultant du barème échappe à toute logique !
• Il est à côté du sujet des émissions de CO2 qui résultent uniquement du carburant consommé, lequel n’est que très vaguement corrélé à la consommation normalisée du véhicule.
• Il engendrera un marché gris transfrontalier jouant à l’importation sur les malus, et à l’exportation sur les bonus. 
• Il poussera à achever la diésélisation du parc automobile, ce qui est une aberration économique et écologique. 
• Il nuira à la balance française du commerce extérieur, et donc à l’emploi en France 
• Il introduit une différence de nature entre véhicules thermiques et hybrides, alors que seule la performance finale devrait être prise en compte : L’Etat n’a pas à choisir entre des solutions techniques. 
• Il favorise outrageusement les véhicules électriques ou  hybrides rechargeables sur le base d’un cycle d’essai qui tient pour nulle la consommation électrique de ces véhicule, alors qu’elle a un coût et émet des proportions variables de CO2.
• Il constitue une atteinte à la liberté du citoyen de choisir le véhicule qui lui convient, et que l’Etat n’a pas à choisir à sa place.

Nous n'avons pas réussi à y trouver le moindre élément positif! 

Message détaillé

Nous nous sommes désormais habitués à ce bonus / malus attribués aux véhicules automobiles neufs en fonction de leurs émissions de CO2. Le projet de barème 2013 est en cours de discussion au niveau politique. Les informations disponibles ne sont ni entièrement disponibles, ni très claires.  Nous avons les avons cependant réunies dans le graphique ci-dessous, qui permet une vue d’ensemble et des comparaisons objectives.

Graphique établi par l'auteur du blog à partir d'informations de presse

 L’axe horizontal de ce graphe, en grammes de CO2 au km est abstrait. Remarquons que le taux en masse du carbone dans l’essence et dans le gazole étant le même, (à 1% près selon la composition variable de ces carburants), l’émission de CO2 est donc proportionnelle à la consommation de carburant, quel qu'il soit, exprimée en kg/100 km. On peut donc parler indifféremment

• 115 grammes de CO2 au kilomètre
• 3,71 kilogrammes de carburant (essence ou gazole) aux 100km
• 4,41 litres de gazole (densité 0,84) aux 100 km
• 4,97 litres d’essence (densité 0,75) aux 100 km

Nous qualifierons ci-dessous le véhicule ayant cette émission (et donc cette consommation), de «véhicule neutre» comme référence de comparaison.

Le graphe comporte :

• 3 types de traits :
• Barème 2012 en trait plein, 
• barème 2013 en pointillés,
•  écarts de coût de carburant en trait double
• Pour 3 types de véhicules : 
• Conventionnel en rouge, 
• Hybride en vert, 
• Electrique en bleu 

Les écarts de coûts de carburant sont calculés par rapport au «  véhicule neutre », défini ci-dessus, sur sa durée de vie estimée à 150 000 km. Nous nous sommes limités au gazole. Ces écarts sont comptés positivement si la consommation est inférieure, et s’ajoutent alors au bonus, et réciproquement.

La courbe orange est relative à l’influence de l’Etat, c'est-à-dire à la seule TICPE chargée de sa TVA.

La courbe mauve est relative au coût total du carburant à la pompe.

Barème 2013 par rapport à 2012

En examinant le graphe, de nombreuses remarques sautent aux yeux :

• Le barème est compliqué.
• Les intervalles et niveaux des marches échappent, encore plus qu’en 2012, à toute logique.
• Les bonus des véhicules thermiques semblent avoir disparu, alors que les bonus des véhicules hybrides et électriques ont été fortement relevés.
• Les malus ont été fortement relevés. Leur aggravation pour les véhicules dépassant 180 g de CO2 est très sévère, avec des hausses dont les coefficients vont de 2,2 à 2,6 et les hausses de 1 700 € à 2 700 €, pour atteindre au maximum 6 000 €, soit 1/3 du prix d’un véhicule moyen. On est plus proche de l’interdiction que de la dissuasion.

 Réduire les émissions de CO2

Ceci est synonyme de « réduire la consommation », puisque ces émissions sont proportionnelles à la masse du carburant consommé. Le dispositif bonus / malus est-il bien adapté à son objet ?

La consommation totale sur la vie d’un véhicule dépend de nombreux paramètres :

1. sa durée de vie
2. sa distance annuelle moyenne parcourue
3. sa consommation selon cycle normalisé
4. la vitesse moyenne
5. le type de trafic : urbain, routier, autoroutier
6. le comportement de son conducteur, économe ou nerveux 
7. son état de maintenance

Les 3 premiers paramètres sont les 3 facteurs d'un même produit, seul significatif:

Consommation cumulée théorique du véhicule sur sa vie = (1.) x (2.) x (3.)

Les 4 derniers paramètres sont des correctifs importants.

Curieusement, le Législateur n’a retenu que le 3^ème paramètre, et a oublié tous les autres !

En réalité, la seule manière de promouvoir les véhicules économiques en carburant est de taxer le carburant, qui fait la synthèse exacte des 7 paramètres ci-dessus, parce que le CO2 vient du carburant en non du véhicule ! On revient à la problématique de la taxe carbone, distincte de la TICPE, très complexe, qui fera bientôt l’objet d’une réflexion dans le présent blog.

En ce qui concerne les véhicules hybrides rechargeable ou électriques, rien n’est simple :

• Dans la plupart des pays étrangers, l’utilisation d’énergie électrique pour la propulsion d’un véhicule aboutit, du fait des rendements cumulés de production électrique, de distribution, de conversion, de charge et décharge de batterie, et de moteur, à une aggravation des émissions, d’autant plus forte que le part du charbon dans les énergies primaires est élevée.
• En France:
• pendant environ du 60% du temps sur l’année, cette énergie est décarbonée grâce au nucléaire, et donc effectivement exempte de CO2. 
• Elle ne le sera pas, à des degrés divers, si la charge s’effectue lorsque les moyens de production de pointe à base d’énergie fossile sont utilisés, notamment en hiver, et même la nuit.
• Tous les cas intermédiaires existent…

L’impact économique

Marché gris

Le Législateur a aussi oublié que le bonus malus n’impacte que l’acquéreur du véhicule neuf en France, dans un marché ouvert. Ceci débouchera inévitablement sur un marché de gris des véhicules « occasions-neufs » :

• Gros véhicules acheté à l’étranger pour éviter le malus
• Véhicules économes ou hybrides revendus à l’étranger après encaissement du bonus

Une telle évasion fiscale est conforme au droit européen.

Mix essence / diesel

La TICPE, ci-dessous chargée par sa TVA, est outrageusement favorable au diesel :

• 0,61 € par kg de gazole
• 0,97 € par kg d’essence

Voir à ce sujet la seconde partie d’un précédent message, qui analyse le rôle de la TICPE et préconise un rééquilibrage de cette fiscalité dans la durée.

L’écart de consommation exprimée en kg/100 km, seule unité significative, entre essence et diesel est moins spectaculaire qu’en litres/100 km, mais reste en faveur du diesel, dont le rendement est meilleur en raison de son taux de compression plus élevé.

Le bonus / malus s’ajoutant à la TICPE et à la moindre consommation, soit 3 avantages compétitifs majeurs du diesel, aboutira à un parc presque entièrement diesel.

Ceci est un non-sens : qu’on le veuille ou non, la distillation du pétrole brut produit notamment :

• de l’essence (mélange complexe d’alcanes, d’alcènes, et d'aromatiques en C6)
• et du gazole (mélange d’alcanes autour de C12), 
• dans des proportions qui dépendent de la composition du brut, et donc de son origine. La France est contrainte d’exporter de l’essence et d’importer du gazole, et recherche les bruts de composition adéquate pour ses besoins atypiques, pas nécessairement les moins chers, et qui augmentent sa dépendance énergétique.

Ceci a aussi le grave inconvénient de pénaliser le consommateur en le contraignant à acheter des véhicules diesel, plus chers, particulièrement en entrée de gamme.

La balance française du commerce extérieur

Le système de bonus / malus aboutit à :

• avantager les petits véhicules économiques, souvent délocalisés par les constructeurs nationaux, ou venant d’Italie, d’Europe centrale, ou de Corée du sud.
• pénaliser fortement le haut de gamme, notamment allemand, mais aussi les grandes berlines et monospaces familiaux fabriqués en France,
• donner une énorme prime aux hybrides de Toyota, de loin leader sur le marché
• avantager les gammes électriques récemment proposées par Renault et GM, mais sans impact réel compte tenu d’une diffusion qui risque de rester confidentielle.

Au total, il dégradera la balance française du commerce extérieur, et pénalisera l’emploi en France

Les véhicule hybrides non rechargeables

Rappelons un précédent message selon lequel ces véhicules, malgré leur nom, tirent 100% de leur énergie du carburant fossile. L’hybridation porte essentiellement sur la transmission (Prius par exemple), et sur la capacité de rouler brièvement en mode électrique en circulation urbaine encombrée. Ces solutions intelligentes, mais onéreuses, n’ont d’intérêt que dans la mesure où elles aboutissent, via l’optimisation du point de fonctionnement du moteur thermique et l'intermittence de son fonctionnement, à une réduction de la consommation, laquelle dépend largement des conditions d’utilisation, ville ou route. Elles sont donc en concurrence créatrice avec des solutions plus conventionnelles (« downsizing », aérodynamisme, cycle d’Atkinson, taux de compression variable, gestion thermique du moteur, etc…). Ces diverses solutions ne sont d’ailleurs pas incompatibles,  et ne doivent être appréciées qu’à l’aune de leurs performances.

Il est donc parfaitement illégitime d’avantager les hybrides en fonction de leur nature, avec par surcroît un problème de limite : où commence l’hybridation ? Un « start and stop » est-il un hybride ? Enfin, le rôle de l’Etat n’est pas de choisir des solutions techniques, ce que le marché fera beaucoup mieux que lui, mais de pousser, éventuellement, à la réduction des émissions en les taxant, sans préjuger du moyen.

Le barème de bonus / malus ne doit pas faire de différence entre les hybrides non rechargeables et les thermiques.

Les véhicules hybrides rechargeables ou tout-électriques

En comparaison de l’énorme buzz médiatique qu’ils provoquent, leur impact économique est pratiquement nul : en 2012, on prévoit d’immatriculer 5 000 véhicules tout-électrique en France, alors que les prévisions établies en avril 2010 tablaient sur 60 000 ! Et encore, sur ces 5 000 les "Blue Car" de Bolloré, très spécifiques, représentent près de la moitié. Analysons les quand même.

Elles posent un problème de limite : à partir de quelle capacité utile de batterie un véhicule doit-il être considéré comme rechargeable ? Nous n'avons pas la réponse.10 kwh, équivalents à environ 3 litres de gazole après rendement thermique, sembleraient être un minimum... 

Les consommations normalisées de ces véhicules sont déterminées de façon tout à fait étonnante : la performance est chiffrée avec batterie chargée au début de l’essai, et déchargée en fin d’essai. Autrement dit, la consommation d’énergie électrique est tenue pour nulle et gratuite, ce qui n’est nullement le cas. Cette énergie a un coût, qu’il faut additionner avec les coûts de batterie (location ou remplacement), pour s’apercevoir que sa compétitivité est très discutable.

Au plan économique,  il faut se convaincre de ce que si l’on remplace progressivement toute l’énergie des carburants routiers par de l’énergie électrique, il faudra investir dans de nouveaux moyens de production électrique, notamment nucléaires, car la totalité de l’énergie finale (mécanique en sortie du moteur) nécessaire aux transports routiers est de l’ordre de 10 MTEP par an, soit environ 30% de la production électrique actuelle. Les militants devraient y réfléchir : on ne peut donc pas être pour les voitures électriques et contre le nucléaire !

Dans ce contexte en demi-teinte, on voit mal ce qui pousse le Législateur à avantager outrageusement le véhicule électrique ou hybride rechargeable:

• Bonus à 5 000 ou  7 000 €
• Pas de TICPE ou équivalent (contrepartie  de coût des infrastructures et des coûts pour la collectivité)
• TVA sur l’énergie électrique inférieure au taux normal

Il serait au contraire normal de les soumettre au même barème que les autres, avec mise en équivalence CO2 de la recharge de la batterie après l’essai, par exemple selon la moyenne de la production électrique française, ce qui serait déjà très favorable.

Les libertés individuelles

Le système de bonus / malus avantage ou pénalise les acheteurs en fonction de leurs besoins, dont l’Etat n’a pas à juger :

• Il avantage le foyer qui a besoin de deux petites voitures et pénalise celui qui a besoin d’une grande,
• Il avantage celui qui fait beaucoup de kilomètres dans une petite voiture, et pénalise celui qui fait peu de kilomètres dans une grosse voiture, notamment les véhicules de très haut de gamme ou sportifs qui roulent généralement très peu,
•  il avantage celui qui revend une voiture, notamment à l’étranger, après avoir encaissé le bonus, mais pénalise celui qui perd l’usage du véhicule ayant subi un malus, après accident ou revente,
• il est neutre par rapport aux déplacements inutiles ou aux conduites rapides et nerveuses

Cette action de l’Etat sur le véhicule, et non sur le carburant, est donc à bien des égards une intervention inutilement liberticide et injuste dans le choix des citoyens.

Un Tarif progressif de l'énergie?

Renvoi sur la nouvelle version de ce message

Stockage de l'énergie éolienne en Allemagne "Les Echos"

Table des matières de ce blog

Dans son numéro du 27 août 2012, cet excellent journal économique nous apprend que l’électricien allemand E.ON envisage la création d’une usine pilote pour stocker l’énergie éolienne sous forme d’hydrogène.

Une réflexion un peu plus approfondie permettrait de resituer le problème dans son vaste contexte. 

Les énergies primaires peuvent être stockées ou non, selon leur nature, par difficulté croissante:

• Le charbon, les lignites existent en gisements et peuvent très aisément stockés n’importe où, en vrac, en quantités illimitées, pratiquement sans aucune infrastructure. La biomasse est dans le même cas.
• L’uranium, avant ou après très traitement, doit être stocké dans des conditions très sécurisées, mais son très faible volume par rapport à son énorme énergie utilisable en fait une énergie primaire très facile à stocker.
• Le stockage du pétrole et ses dérivés liquides est facile car il se fait à la pression atmosphérique, mais requiert néanmoins des infrastructures : réservoirs, canalisations, bassins de rétention, sécurisation.
• Le GPL est stockable à l’état liquide à température ambiante, sous pression modérée, ce qui limite la taille et le coût des réservoirs.
• Le gaz naturel n’est stockable qu’à l’état gazeux, donc sous pression élevée, c'est-à-dire difficilement. Mais comme son approvisionnement est réalisé le plus souvent par gazoduc, les variations de la demande sont absorbées principalement par variations du débit des gazoducs.
• L’énergie hydraulique de haute chute est stockable par la présence d’eau dans le lac supérieur, dans les limites de capacité de ce dernier.
• L’énergie électronucléaire fournie par un réacteur est disponible quand on le souhaite, sous réserve de l’avoir prévu, car il ne permet pas une variation rapide de la puissance produite. En outre, pour des raisons liées à l’usure des barres d’uranium, il est largement préférable de ne l’utiliser qu’à puissance maximum ou nulle, ce qui n’est pas un gros inconvénient quant on dispose d’un parc important.
• L’énergie géothermique (à l’exclusion des pompes à chaleur dites « géothermiques » ) est toujours disponible, et n’est limitée que par la puissance de l’installation d’extraction.

Toutes les énergies ci-dessus sont, à des degrés divers, adaptables à la consommation. Au contraire, les énergies ci-dessous sont dite « fatales », (du latin fatum = destin) c'est-à-dire que leur survenance, aléatoire ou prévisible selon les cas, ne peut pas être corrélée au besoin :

• L’éolien qui survient quand il y a du vent, et pas trop, ne fournit sa puissance nominale qu’environ 18% (terrestre) à 25% (offshore) du temps.
• L’hydraulique au fil de l’eau, ou marémotrice (Rance, hydroliennes de Bréhat), prévisibles, mais pas modifiables,
• Le solaire photovoltaïque ou thermique qui produit quand il y a du soleil, c'est-à-dire principalement à contre-cycle, la consommation énergétique étant minimum en été.

Le rôle des distributeurs d’énergie est d’utiliser à chaque instant le moyen de production le plus approprié, et donc le moins cher et/ou le moins polluant. Il utilise en priorité les énergies fatales, marginalement gratuites, s’il y en a, puis l’énergie de base qui est en France le nucléaire, ce qui lui permet de couvrir environ 50% de la consommation maximum, soit la totalité des besoins pendant environ 60% du temps. S'il  çà ne suffit pas, il recourra en supplément à l’hydraulique de haute chute, puis aux combustibles fossiles, chers, et émetteurs de CO2.

La question du stockage de l’énergie électrique est fort ancienne, aussi vieille que la distribution électrique :

• Les batteries ne permettent qu’un stockage dérisoire, très coûteux et pas du tout écologique, en raison de leur coût et de leur faible durée de vie. Il est définitivement impossible, même dans les technologies les plus modernes telles que le lithium-ion, de stocker ainsi l’énergie d’un réseau.
• Une solution hydraulique limitée existe dans les pays pluvieux et montagneux : lorsque la demande est faible, on utilise l’énergie électrique disponible pour « turbiner », c'est-à-dire pomper l’eau du lac inférieur vers le lac supérieur. La Suisse s’en est fait une spécialité : elle turbine aux heures creuses avec de l’énergie électro-nucléaire bon marché importée de France, et exporte aux heures de pointe vers ses trois voisins de l’énergie électro-hydraulique au prix fort.
• Pour l’essentiel, l’adaptation de l’offre à la demande est faite par variation de la  production à partir d’énergies primaires aisément stockables, et non par stockage de l’énergie électrique.

Dans ce contexte, l’annonce des Echos est pour le moins surprenante, à plusieurs titres :

Quand y aura-t-il des excédents ?

La question du stockage ne se pose que si la production éolienne est excédentaire. Dans le cas de l’Allemagne, en anticipant sa sortie du nucléaire ainsi compté pour zéro, il faudrait que les productions fatales (hydraulique au fil de l’eau, éolienne et photovoltaïque cumulées),  excèdent la consommation du pays au même moment, situation actuellement hautement improbable, même avec l’installation de 10 GW d'éolien offshore prévue en Mer du Nord. Il faudrait pour cela la conjonction d’une consommation très basse, c'est-à-dire en plein été, avec des vents forts, et du soleil, très  improbable. Quand bien même serait-elle obtenue, ce n’est pas la totalité de la production qui pourrait être stockée, mais uniquement l’excédent. Cà n’aurait évidemment aucun sens de stocker de l’énergie électrique d’origine éolienne tout en produisant de l’électricité thermique !

Comment les transformer en hydrogène ?

Considérons donc qu’il s’agit d’une expérience anticipant un futur lointain. Le choix de l’hydrogène pose des questions supplémentaires, déjà abordées dans ce blog à propos du stockage de l’énergie photovoltaïque : http://www.8-e.fr/2012/01/une-centrale-solaire-qui-stocke.html.

Si on ne veut pas utiliser d’hydrocarbures (ce serait un comble !), et l'électrolyse à froid d'une solution alcaline étant exclue en dehors de ses vertus pédagogiques, il y a deux manières d’utiliser de l’énergie pour produire de l’hydrogène à partir de l'eau, :

• Par le cycle iode/soufre en trois réactions successives à températures élevées (200 à 900°C) qui aboutissent à :  H2O --> H2 + ½ O2
• Par électrolyse d’acide sulfureux (H2 SO3) selon cycle de Westinghouse à chaud aboutissant à :  H2O --> H2 + ½ O2 

Notons que compte tenu du paragraphe précédent, cette installation de transformation ne sera, elle aussi, que très rarement utilisée, ce qui pose des problèmes multiples, et notamment celui de l’amortissement de l’investissement correspondant qui viendra grever le coût de l’hydrogène produit.

Que faire avec l’hydrogène ?

Les problèmes liés au stockage de l’hydrogène ont déjà été abordés dans ce blog à propose des véhicules à hydrogène :  http://www.8-e.fr/2012/03/vehicules-hydrogene.html . Résumons nous en disant que son stockage à l’échelle de l’énergie d’un réseau n’est envisageable ni à l’état liquide, ni à l’état gazeux, en raison de ses propriétés physiques extrêmes.

De ce fait, l’idée de le mélanger au réseau de gaz naturel n’est pas absurde, a l'avantage d'être simple, mais apparaît limitée :

Le gaz dit "naturel" doit satisfaire à la norme « G20 » relative au pouvoir calorifique (PCS et PCI), à la densité, et surtout à l’indice de Wobbe à partir desquelles les caractéristiques des  brûleurs et des appareil sont définies. L’adjonction d’hydrogène au gaz naturel ne serait possible que dans des limites étroites, qui dépendent d’ailleurs des propriétés réelles du gaz naturel auquel il serait incorporé afin que le mélange reste conforme aux normes.

Le transformer en gaz synthétique ?

En général, pour produire industriellement de l’hydrogène, on part du méthane, principal constituant du gaz naturel, selon trois procédés classiques déjà abordés dans ce blog (lien ci-dessus):

• Le vaporeformage du méthane : CH4 + 2 H20 --> CO2 + 4 H2. 
• L’oxydation partielle d’hydrocarbure, établie ici pour du méthane : 2 CH4 + O2 + 3 H20 --> 2 CO2 + 6 H2. 
• Le reformage autothermique est une combinaison des deux précédentes : 3 CH4 + O2 + 4 H20 --> 3 CO2 + 10 H2 . 

Ici, on se pose curieusement le problème inverse: comment fabriquer du méthane à partir de l’hydrogène et de l'oxygène ?
La réaction est théoriquement très simple : C + 2 H2 à CH4. Mais cette simplicité n'est qu'apparente, car le carbone ne brûle pas dans l’hydrogène. Les pouvoirs calorifiques respectifs laissent même prévoir que cette réaction serait endothermique: d’où viendrait la chaleur? 

La réaction de Senderens et Sabatier (1902), élargie par le procédé Fischer-Thropsch développé en Allemagne dans les années 30 et largement utilisé pendant la deuxième guerre mondiale, permet la synthèse du méthane à partir du monoxyde de carbone en utilisant le nickel comme catalyseur : 3 H2 + CO --> CH4 + H2O. 
Partant du carbone et de l'oxygène pur résultant de l'une des deux réactions citées plus haut, la réaction globale devient :  
C + 1/2 O2 + 3 H2 --> CH4 + H20
Cette réaction n'utilise que 1/3 de l'oxygène produit par l'électrolyse. Finalement: 

• Un tiers de l'hydrogène obtenu grâce à l'énergie éolienne sert à fabriquer... de l'eau de synthèse! 
• Les deux tiers de l'oxygène produit peuvent se vendre au prix de l'oxygène résultant de la distillation de l'air liquide, beaucoup moins cher.
• Par surcroît, il faut du carbone, qui viendra très probablement du coke, carbone presque pur issu de la distillation du charbon. Et on est revenus aux énergies fossiles ! On a réussi à transformer une énergie renouvelable en énergie non renouvelable! Beau sujet d’étude pour E.O N…

Une variante de cette réaction de Sabatier  permet, à température et pression élevées, avec un catalyseur de ruthénium sur alumine,  la production de méthane à partie d'hydrogène et de gaz carbonique (dioxyde) selon la réaction: CO2 + 3 H2 --> CH4 + H2O

• Là encore, un tiers de l'hydrogène  sert à fabriquer de l'eau de synthèse!
• Le CO2 doit être pur. Il pourrait provenir des futurs captages de CO2 à la source. Comme ce CO2 résulte lui-même d'une combustion du carbone ou d'un hydrocarbure, l'équivalence avec la variante précédente se confirme.
• Pour que ce procédé soit économiquement justifié par rapport au précédent, il faut que soit le prix du carbone (issu des hydrocarbures ou du charbon) soit très élevé, soit que l'émission de CO2 soit très taxée: aucune de ces conditions ne sera atteinte à court ou moyen terme. A très long terme, c'est une voie possible.

Et quel sera le coût de ce méthane provenant :

• de hydrogène issu l’énergie éolienne, la plus chère qui soit après la photovoltaïque,
• dont un tiers est perdu dans la synthèse du méthane,
• par des installations de production d’hydrogène et de synthèse de méthane rarement utilisée, donc coûteuses,
• à partir du carbone probablement fossile,
• ou à partir de captage de CO2 très onéreux?

Il sera très loin d'être compétitif par rapport au gaz naturel importé par gazoduc, l’énergie thermique la moins chère après le charbon, auquel il prétend s’additionner, et donc se substituer pour partie.

Conclusion

Rappelons la hiérarchie des énergies : 

• Les énergies « nobles », aisément convertibles entre elles, ou en énergie thermique, avec un très bon rendement :
• Mécanique (inclus hydraulique et éolien) statique ou cinétique
• Electrique (issue de l’énergie mécanique, photovoltaïque, ou électrochimique)
• L’énergie thermique (d’origine chimique, géologique, solaire thermique ou nucléaire) qui ne peut se convertir en énergie mécanique qu’à travers le principe de Carnot-Clausius, lequel  implique un mauvais rendement, typiquement 20% à 50%.

C’est donc a priori une mauvaise solution que de transformer, aux fins de récupération, de l’énergie électrique en énergie chimique destinée à produire de l’énergie thermique.

En outre, si ce procédé permet théoriquement de récupérer des excédents de production, il ne participe pas aux pointes de consommation électrique, qui devront être satisfaites par les moyens de production disponibles au moment où elles surviendront, même s’il n’y a pas de vent. Le terme de stockage est donc abusif, il s'agit tout au plus de récupération. En Allemagne, il ne réduira pas les pointes de consommation électrique par report sur le chauffage au gaz, puisque le chauffage électrique y est pratiquement inconnu.

Les Echos ne disent rien du financement de cette installation pilote. On peut raisonnablement penser qu’elle est lourdement subventionnée par le Gouvernement allemand qui chercherait ainsi à donner des gages à ses nombreux « Grunen » très actifs qui n’ont rien compris aux questions énergétiques. Ce ne peut être qu’une décision hautement politique, à l’approche des élections. Ce peut aussi être un vecteur d'image pour E.ON, grand exploitant de centrales an charbon, les pires en termes d'émission de CO2.

Il existe pourtant une voie pour réduire les émissions de CO2 sans augmenter le nucléaire, à condition toutefois de ne pas en sortir non plus : une modulation profonde des tarifs instantanés de l’énergie électrique par « yield managment », à l’instar des billets de transports aérien ou ferroviaire, et pour des raisons très similaires. La révolution numérique le permet, à un coût très modéré, et avec une véritable incitation individuelle à une consommation raisonnée et étalée… Voir notre message à ce sujet. Ce serait une autre décision politique, économiquement cohérente, mais pas si facile à faire accepter à une opinion publique qui aime la stabilité des prix, même quand celle-ci est une fiction.