Comment fonctionne la simulation du système énergétique global?

Julien Duc, Porte-parole Suisse allemande
Grâce au projet de la branche «Avenir énergétique 2050», l’AES présente des scénarios pour l’avenir énergétique et climatique de la Suisse. La modélisation de l’Empa, qui simule le système énergétique global d’ici à 2050 au bâtiment et à l’heure près, constitue la pièce maîtresse de cette analyse.

Comment la Suisse atteindra-t-elle ses objectifs énergétiques et climatiques tout en gardant un haut niveau de sécurité d’approvisionnement et des coûts bas? Telle est l’épineuse question qui agite fortement la politique, l’économie et la société. Les études existantes livrent des réponses importantes, mais présentent aussi des lacunes. Au vu de la portée des décisions énergétiques et climatiques qui devront être prises, il s’agit de mettre sur pied une base factuelle solide. Dans le projet de la branche «Avenir énergétique 2050» (AE 2050), l’AES modélise le système énergétique global de la Suisse d’ici à l’année 2050 afin de répondre aux questions les plus brûlantes.

L’objectif? Illustrer des scénarios réalistes pour l’avenir énergétique et climatique au moyen de deux dimensions déterminantes: d’une part, l’acceptation de nouvelles technologies énergétiques dans le pays (développement offensif ou défensif des installations de production), et, d’autre part, la Suisse par rapport à l’Europe énergétique (intégrée ou collaboration limitée). En fonction du scénario que choisira la Suisse au sein de ces deux dimensions, les conséquences et les mesures nécessaires en termes de sécurité d’approvisionnement, de coûts et de durabilité ne seront pas les mêmes.

Collaboration avec les spécialistes énergétiques de l’Empa

Avec l’Empa, à Dübendorf, l’AES peut compter sur un organisme de recherche renommé pour mettre en œuvre ce projet. «Cela fait des années que nous nous intéressons à la transformation du système énergétique. Nous avons déjà examiné en détail de nombreux aspects. Aujourd’hui, nous avons la possibilité de réunir tous les aspects dans une étude globale», déclare Martin Rüdisüli, responsable de projet pour l’Empa et spécialiste de l’approche globale des systèmes énergétiques. Son équipe et lui sont donc également responsables de la simulation du système énergétique global, soit de la pièce maîtresse d’«Avenir énergétique 2050».

Comment fonctionne la simulation du système énergétique global? (en allemand)

Une multitude de données provenant de sources nationales comme internationales, ainsi que des connaissances obtenues dans les différents axes (intégration dans l’UE, électrification, mobilité, flexibilités à court terme, couplage des secteurs, stockage saisonnier, réseaux de distribution) s’intègrent dans le modèle de simulation. «Avec autant de sources de données différentes, la consistance est décisive. Les données doivent se baser sur les mêmes hypothèses et les mêmes bases. Pour cela, il faut des directives claires. Cela évite qu’au final, nous comparions des choses qui ne sont pas comparables», poursuit M. Rüdisüli pour expliquer l’un des grands défis de son travail.

Pouvoir évaluer le système énergétique global du futur

Mais à quoi le modèle de l’Empa ressemble-t-il précisément, et quelles réponses apportera-t-il? «Pour mettre sur pied une base solide, nous avons modélisé le système énergétique actuel. Sur cette base, nous avons esquissé des scénarios réalistes pour l’avenir énergétique, par exemple un développement substantiel du photovoltaïque ou une utilisation plus forte de courant importé provenant de la zone UE. Au moyen de ces scénarios, l’AES peut évaluer le futur système énergétique de la Suisse du point de vue de la sécurité d’approvisionnement, de la rentabilité et des émissions de CO2», expose Matthias Sulzer, chercheur dans le domaine des systèmes énergétiques à l’Empa et à Berkeley.

Nous pouvons montrer avec une forte probabilité de quoi aura besoin un bâtiment en termes de chauffage, de refroidissement, d’eau chaude et d’électricité, par exemple pendant une semaine d’hiver en 2040.

Si le modèle de l’Empa permet de présenter des scénarios concrets pour l’avenir énergétique et climatique, c’est notamment grâce au fait que les modèles sont précis: ils sont réalisés au bâtiment et à l’heure près. «Nous avons enregistré 1,8 million de bâtiments et calculé leurs besoins en énergie. Nous pouvons montrer avec une forte probabilité de quoi aura besoin un bâtiment en termes de chauffage, de refroidissement, d’eau chaude et d’électricité, par exemple pendant une semaine d’hiver en 2040», d’après M. Sulzer.

Les simulations calculent les solutions technologiques et les conséquences économiques de chaque scénario. «De la sorte, nous mettons sur pied une base de discussion bonne et fondée sur laquelle la politique et la société peuvent s’appuyer pour décider quel scénario elles veulent choisir pour l’avenir énergétique et climatique.»