Production et mix énergétique

Le mix énergétique indique d'où vient l'énergie fournie. Il varie d'un prestataire à l'autre et doit faire l'objet d'une attestation d'origine destinée au consommateur final.


Le pilier central de l'approvisionnement électrique dans le pays est l'hydraulique. De par sa topographie et ses fortes précipitations, la Suisse dispose des bases nécessaires à ce type de production d'électricité. Elle compte ainsi parmi les pays dont la part d'énergies renouvelables est la plus élevée. Plus de 500 centrales hydroélectriques classiques avec environ 160 lacs de retenue et près de 1000 petites centrales hydroélectriques produisent chaque année en moyenne 34 TWh de courant, soit 60 % du volume total.

 
 

Un mix énergétique suisse générant peu de CO2

D'un point de vue écologique, le mix énergétique actuel présente des avantages considérables: l'hydraulique, le nucléaire et les énergies renouvelables produisent la quasi-totalité de l'électricité suisse. De ce fait, ce mix génère extrêmement peu de CO2, et son incidence sur l'environnement est globablement minime, comme l'attestent les bilans énergétiques de référence.

 

 

 

 

 

L'hydraulique

L'hydraulique représente la principale source d'énergie utilisée pour produire de l'électricité en Suisse. Actuellement, 60% de l'électricité générée dans le pays est en effet issue des quelque 1500 centrales hydroélectriques dont il dispose. On distingue la petite hydraulique, qui désigne les centrales dont la puissance est inférieure à 10 MW, de la grande hydraulique, qui se divise en trois catégories: centrales au fil de l'eau, centrales hydroélectriques à accumulation et centrales à accumulation par pompage.

 

Les centrales au fil de l'eau sont aménagées sur des cours d'eau. Elles utilisent le flux hydrique de manière directe et continue, produisant ainsi de l'électricité en permanence, avec de fortes fluctuations saisonnières toutefois. Les centrales à accumulation, quant à elles, sont capables d'adapter quotidiennement leur production aux besoins et de générer ainsi une énergie de pointe précieuse. Situées principalement dans les Alpes, elles peuvent retenir l'eau dans des lacs et la libérer en cas d'accroissement de la demande. Une partie d'entre elles sont des centrales à accumulation par pompage, lesquelles seront, en raison de leur importance, mentionnées à nouveau plus loin.

 

Part 2015:

  • 59.9% (39 486 GWh)

Coûts:

  • Centrale hydroélectrique classique 4-9 ct./kWh
  • Petite centrale hydroélectrique 8-35 ct./kWh

Environnement:

  • Excellent bilan carbone
  • Quasiment pas d'émissions nocives
  • Chaque centrale hydroélectrique porte atteinte au régime local des eaux ainsi qu'à la nature et au paysage environnants.

Arguments en faveur de l'hydraulique:

  • Aucune émission de CO2 en exploitation, émissions relativement faibles lors de la construction
  • Technologie mature, très longue durée de vie
  • Fourniture d'énergie en ruban et de pointe

Arguments contre l'hydraulique:

  • Dégradation du paysage, du régime naturel des eaux et des stocks de poissons
  • Fluctuations selon la période de l'année (production électrique plus faible en hiver)
  • Aucune standardisation possible dans la construction des centrales, d'où des coûts d'investissement élevés
 

Les centrales à accumulation par pompage

Contrairement aux centrales à accumulation simples, les centrales à accumulation par pompage disposent non seulement d'un lac de retenue supérieur, mais aussi d'un bassin inférieur. De là, l'eau déjà utilisée peut être repompée vers le lac supérieur. Ces installations sont capitales pour la mise en place d'un système d'approvisionnement électrique stable.


Production et consommation doivent être à tout moment en adéquation. Quand, en hiver, l'intensité du vent augmente soudainement en Europe du Nord, l'offre peut très vite excéder considérablement la demande. En effet, certains types de centrales, comme les centrales à charbon, ne peuvent pas adapter leur rendement assez rapidement. La surproduction fait alors baisser les prix sur le marché de l'électricité. Si, au bout de quelques heures ou de quelques jours, le vent faiblit, on se trouve face à la situation inverse: il devient difficile de faire fonctionner toutes les centrales nécessaires à plein régime dans un bref délai.


Dans ce type de situations, les prix atteignent vite des niveaux très élevés. Les centrales à accumulation par pompage valorisent l'excédent d'électricité, générant un bénéfice économique qui profite à tous. De ce point de vue, il importe peu que 25% de l'énergie soient perdus lors du pompage. Afin de pouvoir amortir les lourds investissements qu'exige la construction d'une centrale à accumulation par pompage et couvrir les coûts d'exploitation, ce procédé doit toutefois être répété suffisamment souvent. Une centrale de ce type n'est donc pas automatiquement rentable.

   

 

 

 

L'éolien

Parmi les nouvelles énergies renouvelables, c'est la force éolienne qui s'avère la moins onéreuse – à condition qu'il y ait suffisamment de vent sur les sites d'implantation des installations. Seul 0,7% du territoire suisse se prête à la production d'énergie éolienne (Meteotest), essentiellement sur les hauts du Jura et des Alpes.
En 2015, l'éolien a contribué à hauteur de 110 GWh à la production d'électricité dans le pays, répondant ainsi aux besoins d'environ 30 000 foyers. Des dizaines de projets de développement sont en cours, de sorte que la part de l'éolien dans le mix énergétique augmentera au cours des prochaines années. La production annuelle d'énergie éolienne se répartit comme suit: un tiers durant le semestre d'été, deux tiers durant le semestre d'hiver. Les éoliennes ne générant de l'électricité que par temps venteux, il est impossible de contrôler leur production.


Part 2015:

  • 0,2% (110 GWh)

Coûts:

  • 13,5–21,5 ct./kWh

Environnement:

  • Si l'on considère la totalité du cycle de vie, les émissions de CO2 sont très faibles.
  • Conflit d'objectifs avec la protection de la nature et du paysage

Arguments en faveur de l'éolien:

  • Energie renouvelable
  • Relativement bon marché
  • Faibles émissions de CO2
  • Secteur présentant un potentiel de développement pour le marché du travail suisse dans les hautes technologies

Arguments contre l'éolien:

  • Production ni modulable ni prévisible
  • Nombre limité de sites appropriés en Suisse
  • Atteinte à la nature et au paysage: pollution visuelle, exploitation de paysages intacts, danger pour les oiseaux et les chauves-souris
  • Emissions sonores, faible acceptation parmi les riverains
 

Le photovoltaïque

Par photovoltaïque, on entend la conversion directe d'énergie solaire en électricité au moyen de panneaux solaires. La technologie solaire thermique, quant à elle, utilise l'énergie solaire pour produire de l'eau chaude. Ces deux procédés possèdent un fort potentiel de rendement énergétique. Pour le moment, ils demeurent relativement onéreux, en particulier le photovoltaïque. Cependant, grâce à sa promotion à l'échelle mondiale, les prix de ce dernier ne cessent de baisser.
Plus la quantité de courant solaire produit est importante, plus son intégration dans le système d'approvisionnement s'avère difficile. L'électricité d'origine solaire est irrégulière et nécessite une forte puissance. Si la demande ne correspond pas à l'offre, un stockage temporaire dans une centrale à accumulation par pompage se révèle nécessaire, ce qui engendre non seulement des coûts, mais aussi des pertes d'électricité (pompage).

 

Part 2015:

  • 1,7% (842 GWh)

Coûts:

  • 17–21 ct./kWh en fonction de la taille et de l'emplacement de l'installation.

Environnement:

  • L'électricité issue du photovoltaïque n'émet ni nuisances sonores ni substances nocives.
  • Dès lors que des modules solaires sont intégrés à des bâtiments existants, la consommation de terrain supplémentaire diminue.

Arguments en faveur du photovoltaïque:

  • Energie renouvelable, réduction de la consommation de ressources non renouvelables
  • Absence d'émissions sonores
  • Faibles émissions de CO2
  • Bonne intégration en ville, p. ex. sur les toits des bâtiments utilitaires et d'habitation
  • Grande acceptation au sein de la population
  • Future baisse des coûts de production (10–15 ct./kWh)
  • Secteur présentant un potentiel de développement pour le marché de l'emploi suisse dans les hautes technologies

Arguments contre le photovoltaïque:

  • Production irrégulière, contribution quasi-nulle à la sécurité d'approvisionnement électrique
  • A partir d'une part de 5–10% dans le mix énergétique, coûts supplémentaires pour l'adaptation au réseau et à la consommation (p. ex. centrale à accumulation par pompage)
  • Sur certains sites, conflits avec la protection des sites et des monuments
 

La biomasse

Les matières organiques telles que le bois, les déchets verts issus de l'agriculture et des jardins, les déchets ménagers et la biomasse contenue dans les eaux usées d'origine agricole ou urbaine constituent une précieuse ressource, à partir de laquelle il est possible de produire de la chaleur et de l'électricité dans le respect de l'environnement. L'utilisation de cette matière première prend différentes formes. A ce jour, la majeure partie de l'électricité produite à partir de la biomasse provient d'usines d'incinération des ordures ménagères car ces dernières sont pour moitié de nature organique. Ces usines – comme les centrales à bois – fonctionnent selon le même principe que les autres centrales thermiques: de la vapeur d'eau y est produite grâce à la chaleur de la combustion, vapeur qui actionne alors une turbine. Les déchets verts et la biomasse contenus dans les eaux usées agricoles et urbaines sont en grande partie transformés et convertis en biogaz. Ce dernier entraîne ensuite un moteur qui actionne à son tour un générateur électrique. La chaleur ainsi dégagée peut elle aussi être utilisée, permettant d'atteindre un rendement total élevé.

Part 2015:

  • Bois et biomasse agriculture: 184 GWh, 0,3% de la production du pays
  • Biomasse contenue dans les déchets (usines d'incinération des ordures ménagères): 1115 GWh, 1,7% de la production du pays
  • Biomasse: 303 GWh, 0,5% de la production du pays

Coûts:

  • 11–48 ct./kWh

Environnement:

  • L'utilisation des déchets se justifie sur les plans énergétique et écologique.
  • Très faible production de gaz à effet de serre
  • Points négatifs: transports en partie indispensables et polluants atmosphériques
  • La culture de plantes énergétiques n'est pas envisageable pour la Suisse. Les problèmes liés à la culture à grande échelle de ces plantes sont ainsi évités.

 

Arguments en faveur de la biomasse:

  • Energie renouvelable
  • Possibilité de stockage, électricité produite en fonction de la demande
  • Disponibilité de différentes technologies parvenues à maturité

Arguments contre la biomasse:

  • Dépenses de logistique et pollution engendrée par le transport des déchets
  • Disponibilité relativement limitée de la «matière première» et donc potentiel limité
 

La géothermie

La géothermie constitue une source d'énergie quasi inépuisable. Elle permet de produire de la chaleur et de l'électricité indépendamment des conditions météorologiques, du moment de la journée et de la période de l'année. Etant donné que la température varie en fonction des couches terrestres, on distingue la géothermie de faible profondeur de la géothermie profonde. Ces technologies consistent à utiliser une température de 100 à 200 degrés, disponible entre 3 et 5 km de profondeur. Le rendement électrique atteint est inférieur à 15%.

 

Part 2015:

  • 0%

Coûts:

  • Les coûts de la production d'électricité sont actuellement estimés à env. 20–40 ct./kWh en fonction de la taille des installations. Ces valeurs sont toutefois incertaines en raison du manque d'expérience pratique.

Environnement:

  • La géothermie de faible profondeur et la géothermie profonde peuvent éventuellement avoir des répercussions sur l'environnement à travers la dégradation des nappes phréatiques.
  • Comme l'a montré les projet-pilotes de Bâle en 2006 et de St-Gall en 2014, les processus pétrothermaux peuvent provoquer de petits tremblements de terre par l'ouverture de voies de circulation pour l'eau.
  • L'utilisation intensive de la géothermie profonde à des fins de production d'électricité génère de grandes quantités de chaleur résiduelle. Il convient de se demander si les débouchés seront suffisants.


Arguments en faveur de la géothermie:

  • Grand potentiel de rendement
  • Dans l'ensemble, faibles répercussions sur l'environnement
  • Approvisionnement électrique fiable et illimité dans le temps

Arguments contre la géothermie:

  • Technologie encore peu mise en œuvre en Suisse
  • Danger représenté par les micro-séismes
  • Dépenses élevées, risque d'échec
 

Centrales à gaz à cycle combiné

Les centrales à gaz à cycle combiné (CCC) cumulent les principes de fonctionnement des centrales à turbines à gaz et ceux des centrales à turbines à vapeur. Avec un rendement allant jusqu'à 60%, les CCC font partie des centrales thermiques les plus efficaces. Elles se distinguent en outre par une grande flexibilité. La combustion du gaz naturel est toutefois génératrice de CO2. Or, en vertu de la loi suisse sur le CO2, qui s'inscrit dans une politique climatique visant à réduire au maximum ces nuisances, 100% des émissions doivent être compensées, dont 50% dans le pays. Cependant, cette compensation à l'échelle nationale est onéreuse.

 

Part 2015:

  • 0%

Coûts:

  • 10–15 ct./kWh (fortement dépendants du prix du combustible)

Environnement:

  • Le gaz naturel est une énergie fossile, autrement dit non renouvelable.
  • L'utilisation du combustible occasionne des émissions de CO2.
  • Une centrale à gaz à cycle combiné émet deux fois moins de CO2 qu'une centrale à charbon et 25 fois plus qu'une éolienne.

Arguments en faveur des centrales à gaz à cycle combiné:

  • Production d'électricité flexible, adaptée aussi bien à l'énergie en ruban qu'à l'énergie de pointe
  • Technologie éprouvée
  • Rendement élevé
  • Rapidité de construction des nouvelles usines
  • Investissement faible au regard du rendement rapidement obtenu

Arguments contre les centrales à gaz à cycle combiné:

  • Energie non renouvelable
  • Emissions de CO2 dues à l'utilisation de gaz naturel
  • Avec la loi actuelle sur le CO2, les centrales à gaz à cycle combiné restent chères, mais leur coût se justifie sur le plan économique.
  • Le gaz naturel en tant que matière première fossile compte pour beaucoup dans le prix de l'électricité (actuellement d'env. 12 ct./kWh) et rend ce dernier instable.
  • Besoins accrus en matière première et donc plus forte dépendance vis-à-vis des fournisseurs étrangers
  • Fournisseurs de gaz naturel situés pour certains dans des pays au contexte géopolitique difficile comme la Russie ou l'Iran
  • Problèmes d'acceptation par la population
 

Les installations CCF

Les installations de couplage chaleur-force (CCF) produisent simultanément de la chaleur et de l'électricité. Elles répondent aux besoins de chaleur des processus industriels, du chauffage ou de la production d'eau chaude. L'électricité ainsi générée peut être utilisée localement ou injectée dans le réseau électrique. Plus la quantité de chaleur produite est élevée, plus l'installation CCF est efficace. Le rendement total des centrales thermiques modernes peut atteindre 85 à 95%, tandis que celui des centrales électriques est inférieur. Certes, les installations CCF émettent aussi du CO2. Mais comme elles produisent parallèlement chaleur et électricité, leur exploitation du combustible est globalement satisfaisante et leurs émissions de CO2 sont plutôt faibles en comparaison.

 

Part 2015:

  • 2,4% (1604,4 GWh)

Coûts:

  • 14–22 ct./kWh

Environnement:

  • Les installations CCF brûlent du mazout et du gaz naturel, émettant ainsi 200 à 265 g de CO2/kWh.

Arguments en faveur des installations CCF:

  • Haute efficacité énergétique globale
  • Maturité technologique
  • Disponibilité rapide
  • Absence de pollution visuelle
  • Production prévisible et planifiable
  • Possibilité d'utiliser du biogaz

Arguments contre les installations CCF:

  • Utilisation d'énergies renouvelables quasiment nulle
  • Emissions de CO2
  • Production d'électricité dépendante des besoins de chaleur donc non modulable
  • Réduction des besoins de chaleur du fait d'une meilleure isolation
  • Coûts d'investissement et d'exploitation élevés
 

Le nucléaire

Actuellement, le nucléaire fournit 36% de l'électricité en Suisse. Avec l'hydraulique, c'est la seule technologie d'envergure qui permette de produire de l'énergie en ruban tout en dégageant un volume réduit de CO2 et en protégeant ainsi le climat. L'uranium, combustible disponible en grande quantité, est presque exclusivement utilisé pour produire de l'électricité. Très dense en énergie, il offre un excellent rendement et génère peu de déchets. Cet élément étant radioactif, il doit toutefois être enfermé dans de grands conteneurs de protection et stocké dans un dépôt en couches géologiques profondes. Plusieurs sites adaptés ont été identifiés; un processus démocratique reposant sur un large consensus est en cours pour arrêter un choix définitif. Malgré des normes de sécurité élevées, l'exploitation de centrales nucléaires présente toujours certains risques. Au printemps 2011, le Conseil fédéral et le Parlement ont décidé qu'aucune nouvelle infrastructure ne devait être construite en Suisse. Les installations existantes peuvent continuer de fonctionner aussi longtemps que leur sécurité est garantie. La centrale nucléaire de Mühleberg sera déconnectée du réseau en 2019. BKW, chargée de son exploitation, justifie cette décision par des arguments économiques.


Part 2015:

  • 33,5% (22 095 GWh)

Coûts:

  • 4–7 ct./kWh

Environnement:

  • Possibilité de produire de grandes quantités d'électricité à un prix compétitif et en n'émettant que peu de CO2
  • Très faibles besoins en matière première
  • Aspects négatifs: nécessité d'entreposer les déchets radioactifs potentiellement dangereux à long terme et risque de dérangement

Arguments en faveur du nucléaire:

  • Production de grandes quantités d'énergie en ruban à moindres frais
  • Production d'électricité respectueuse de l'environnement à partir d'une matière première sinon inutilisée
  • Faible quantité de ressources nécessaire

Arguments contre le nucléaire:

  • Faible degré d'acceptation au sein de la société
  • Risque résiduel
  • Prévision d'une hausse des coûts en raison de nouvelles exigences de sécurité  Choix des sites d'entreposage controversé
  

 

Communiqués de presse

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