Dossier de synthèse 25 Le photovoltaïque connaît lui aussi un essor important, qu’il s’agisse de petites installations sur maisons individuelles, d’installations de taille moyenne sur des bâtiments plus importants, d'ombrières de parkings ou de grands parcs au sol sur des friches industrielles ou des terrains délaissés impropres à l'agriculture. Un module spécifique intégré dans la modélisation du scénario négaWatt permet d'optimiser l'orientation et l'inclinaison par grandes régions et par type de système afin de réduire les pointes de production de midi et de favoriser le début de matinée et la fin d'après-midi. En 2050, la production annuelle total du parc atteint 147 TWh pour une puissance installée de 140 GW. Filière historique, l'’hydraulique ne dispose pas d'un potentiel important de développement. Entre d'un côté l’amélioration des ouvrages existants et l’équipement de sites anciennement utilisés sans porter atteinte à la biodiversité, de l'autre la baisse de la ressource en eau imputable au dérèglement climatique estimée à 15 % en 2050, la production hydraulique, avec une production annuelle de 54 TWh, reste globalement stable sur la durée du scénario négaWatt. Enfin, le développement des énergies marines (hors éolien off-shore) reste limité. Si des prototypes de taille industrielle sont aujourd'hui à l’essai, les retours d’expérience ne sont pour l’instant pas tous probants. Pour cette filière, le scénario négaWatt n’envisage qu’une production d’environ 14 TWh à l’horizon 2050. La complémentarité des sources et des réseaux Les deux grandes sources d’électricité en 2050 que sont l’éolien et le photovoltaïque ont un caractère variable qui renvoie a priori à un risque de manque de production imposant de faire appel à d'autres sources, notamment pilotables, pour assurer la sécurité d'approvisionnement. Dans un système électrique 100% renouvelable dans lequel elle se taillent la part du lion avec une puissance totale installée très nettement supérieure à la pointe de puissance appelée par les consommateurs, c'est au contraire la valorisation des nombreux et fréquents excédents qui devient une question centrale d'un point de vue technico-économique. Embryonnaire en 2011, la solution qui s'impose aujourd'hui est celle du "power-to-gas" qui combine la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau et, lorsque les volumes deviennent vraiment importants, la réaction de ce dernier avec du CO2 pour produire du méthane de synthèse. Cette méthanation qui représente la troisième source de gaz renouvelable avec la gazéification et la méthanisation est particulièrement complémentaire de cette dernière dont le produit (biogaz) contient près de 50% de CO2 qui doit être épuré en cas d'injection dans le réseau. Si l'on ajoute les co-produits valorisables que sont la chaleur (la méthanation est exothermique) et l'oxygène issu de l'électrolyse de l'eau, on a là un exemple particulièrement probant et pertinent d'économie circulaire et d'écologie industrielle. Outre l'avantage de pouvoir être stocké dans les infrastructures existantes (réseau gazier) le méthane produit permet de bénéficier à plein de la très grande flexibilité du vecteur gaz en matière d'usage, y compris la production électrique d'appoint pouvant contribuer à assurer la sécurité du réseau. On notera pour finir que la combinaison entre des ressources dont la disponibilité est loin d'être saturée et des outils de flexibilité extraordinairement puissants comme le power-to-gas permet d'envisager avec sérénité l'augmentation sensible de la production d'énergie qui serait nécessaire pour faire face aux besoins d'une relocalisation poussée de l'industrie. La biomasse énergie Afterres2050 pose comme principe de ne pas dédier de terres à la seule production d’énergie. La biomasse utilisée pour l’énergie provient essentiellement de matières dérivées d’autres usages, dans une logique de priorité des fonctions. Pour le bois, il s’agit principalement de productions liées à du bois utilisé comme matériau (construction et industrie, dont les nouveaux usages de matériaux biosourcés en substitution aux hydrocarbures) et aux opérations de sylviculture permettant d’assurer une meilleure adaptation de la forêt au changement climatique ; de sous-produits générés à chaque stade de transformation et de consommation de produits à base de bois ; et de la valorisation des arbres « hors forêt », notamment de l’agroforesterie. Le biogaz est produit également à partir de résidus de cultures, de déjections d’élevage, de biodéchets, et de couverts végétaux. Ces derniers assurent des fonctions agroécologiques et sont généralisés sur la quasi totalité des terres arables en 2050. Les installations de méthanisation jouent également un rôle clé dans la transition agroécologique, notamment dans la substitution de l’azote de synthèse (actuellement produit à partir de gaz naturel) par de l’azote d’origine biologique. Elles constituent aussi une source de gaz carbonique indispensable à la filière méthanation.
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