Eolien et hydrogène vert, un mariage étonnant ?

(Sur)produire du renouvelable éolien, c’est bien, (pouvoir) l’écouler c’est mieux et parvenir à le stocker, c’est l’idéal. Une chronique de Charles Cuvelliez et Patrick Claessens, de l'Ecole Polytechnique de Bruxelles (ULB).

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Près des parcs éoliens, l'électricité sera peu chère.
Près des parcs éoliens, l'électricité sera peu chère. ©Shutterstock

Résoudrons-nous le trou dans notre approvisionnement à l’échéance de l’arrêt (partiel) programmé de notre production électronucléaire, et ce, avant l’arrivée d’assez de capacité renouvelable pour la compenser ? Son intermittence est l’autre inconnue. Quant à compter sur les pays voisins, rien n’est garanti, à voir les problèmes de disponibilité de la production nucléaire en France ou en l’absence de vent et de soleil qui ne s’arrête pas aux frontières.

Notre transition énergétique prévoit, avec le CRM (mécanisme de rémunération de capacité), des capacités de stockage. Elles seront subsidiées car elles sont loin d’être rentables et n’incitent pas à l’investissement. Seules les centrales à pompage comme Coo le sont mais peu adaptées à un pays plat et dense comme le nôtre. Et ce sont des solutions de stockage à court terme, efficaces pour répondre aux variations de production (intermittente). Les capacités de stockage saisonnier sont quasi absentes du débat : stocker maintenant le surplus de production quand il y a du soleil ou du vent pour le consommer en hiver, quand il gèle et que le vent est tombé.

La seule capacité de stockage saisonnier valable semble l’hydrogène (H2) produit à l’aide de renouvelable (H2 vert). Les fermes à H2 requièrent des investissements massifs et leur rentabilité est à long terme. On fait face à des besoins à capital intensif dans un marché de l’énergie qui s’est fragmenté et n’a plus d’acteur de taille adéquate. Une solution, entend-on, c’est importer de l’hydrogène vert de pays qui peuvent le produire massivement à bas coût mais c’est prendre encore le risque (qui s’est matérialisé avec la Russie) de la dépendance de l’étranger.

Or la Belgique a un atout : l’éolien off-shore dont les capacités, sur les eaux territoriales, augmenteront de 2.25 GW aujourd’hui à 4 GW en 2025 et 6 GW au-delà. C’est appréciable et pourra s’accroître en tirant profit des zones internationales, avec le récent accord de coopération avec les Pays-Bas, l’Allemagne et le Danemark. Mais il faudra éviter que l’énergie surproduite par jour de grand vent ne se perde ou ne se vende à prix négatifs sur les marchés de gros. Qui voudra investir dans le dernier GW des 6GW éoliens prévus si c’est celui de trop, qui amène un surplus pour tout le secteur par jour de grand vent?

Solution combinée

Il existe une solution combinée pour éviter cet écueil : une ferme à H2 vert, chez nous, près de Zeebrugge, voire en pleine mer du Nord ainsi qu’un dédoublement des zones de dépôts d’offres (le terme technique pour définir une zone uniforme de prix de gros) sur la zone de réglage belge.

Une ferme à H2 vert proche des parcs éoliens valoriserait en permanence le surplus de production d’électricité par grand vent. Cela semble trivial mais encore faut-il que la ferme à hydrogène et les parcs éoliens off-shore "s’aiment". Or cela ne va pas de soi : les parcs éoliens ne sont pas là pour produire de l’électricité à bas prix, juste pour les beaux yeux d’une ferme à H2 et inversement. Ces deux-là doivent faire compte commun pour éviter qu’il y ait un perdant et un gagnant.

Mais, avec une zone de dépôts d’offres unique, c’est-à-dire : un prix de gros uniforme en Belgique, comment les 6 GW d’éolien attendus trouveront-ils preneurs là où on a besoin ? Aux lois de la physique près, l’électricité veut s’écouler des zones les moins chères où la produire vers les zones où elle est plus chère à consommer. Près des parcs éoliens, l’électricité sera peu chère. C’est un incitant à créer de l’interconnexion avec le reste du pays, car elle pourra y être vendue plus chère. C’est l’autre manière de ne pas gaspiller une surproduction d’électricité (renouvelable) qui trouvera preneur plus loin. Pourtant, à l’échelle européenne, on vise au contraire un couplage parfait et aucune différence de prix de gros d’est en ouest. Il assure alors la sécurité d’approvisionnement et des prix tirés vers le bas puisque toutes les capacités de production par ordre de mérite sont mutualisées. Las, tant que le couplage parfait n’existe pas à cette échelle, nous devons optimiser autrement, localement. Et puis, ces capacités d’interconnexion construites resteront utiles.

Aujourd’hui, c’est Nemo, l’interconnexion avec le marché britannique qui rapatrie au passage l’électricité de nos parcs éoliens mais comment acheminer leur production à travers la Belgique ? C’est le dilemme de la boucle du Hainaut : mieux interconnecter le triangle de consommation Courtrai-Mouscron-Lille avec l’axe de transport Anvers-Bruxelles-Charleroi.

Ceci dit, les fermes à H2 ne sont qu’à leurs débuts. Aurons-nous l’audace d’en construire une près de la côte car c’est bien d’une usine Seveso qu’on parle? Quant à la mettre en pleine mer, son coût risque d’être rédhibitoire.

Jouer sur la demande est une piste sur laquelle on compte trop, en oubliant le consommateur qui préfère un prix stable, bas, non volatil, forfaitaire. L’absence de compteur intelligent le conforte dans cette situation mais au prix d’une marge de sécurité croissante appliquée par les fournisseurs d'énergie pour se couvrir contre l’intermittence du renouvelable au fur et à mesure de sa pénétration.