Quelle stratégie française énergétique à l’horizon 2050?

Les énergies fossiles représentent près de 60 % de la consommation énergétique française, l’électricité moins de 30 %

La consommation d’énergie en France est encore très largement dépendante des combustibles fossiles, en majorité importés.

La stratégie française pour réduire les émissions de gaz à effet de serre et lutter contre le changement climatique dans les années à venir prévoit tout d’abord une réduction de la consommation d’énergie, notamment grâce aux progrès de l’efficacité énergétique mais également grâce à des actions de sobriété, et en même temps le remplacement des énergies fossiles par des sources d’énergie décarbonées, dont une part importante d’électricité. C’est ce que désigne le terme « électrification des usages » : la substitution des énergies fossiles par de l’électricité lorsque cela est possible et sans incidence majeure sur l’usage final (par exemple, passage d’une chaudière à gaz à une pompe à chaleur pour le chauffage, ou d’un véhicule thermique à un véhicule électrique). Cette stratégie, similaire à celle des autres pays européens, impliquera ainsi une augmentation de la part d’électricité dans la consommation énergétique finale. Par ailleurs et alors que le contexte géopolitique est de plus en plus incertain, électrifier est également un moyen de renforcer la souveraineté française.

Ce transfert du fossile vers l’électricité est, dès maintenant, d’autant plus intéressant en France que le système électrique y est déjà largement décarboné, et la production nationale abondante : les émissions de gaz à effet de serre par kWh produit et consommé sont parmi les plus faibles d’Europe et le développement du parc de production se fait essentiellement par des moyens décarbonés.

Depuis 30 ans, la part des énergies fossiles recule, sous l’effet de la tertiarisation de l’économie et du développement des bioénergies

Entre 1990 et 2023, la part des énergies fossiles dans la consommation d’énergie finale en France a diminué, passant de 72 % à 57 %. Ce recul est avant tout porté par les produits pétroliers (passés de 50 % à 38 %) et par le charbon (passé de 4 % à moins de 0,5 %). La part du gaz est restée stable au cours de cette période. Il est possible d’identifier deux principaux facteurs qui expliquent cette évolution. Au cours des deux premières décennies, entre 1990 et 2010, c’est la tertiarisation de l’économie qui a entrainé une augmentation de la part de l’électricité (+ 5,9 points de pourcentage). À partir de la fin des années 2010, le développement des énergies renouvelables non électriques1 et de la valorisation énergétique des déchets ont joué un rôle prépondérant dans la réduction de la part des énergies fossiles.

1Ces énergies sont notamment utilisées dans le secteur du bâtiment en tant que combustible pour le chauffage.

Les produits pétroliers sont majoritairement utilisés dans les transports, et le gaz naturel dans les bâtiments et l’industrie.

En 2023, la France consomme donc encore environ 60 % d’énergie fossile, dont 38 % de produits pétroliers et 19 % de gaz naturel. Les produits pétroliers, qui incluent tous les combustibles raffinés dérivés du pétrole, sont quasi totalement utilisés dans le secteur des transports, qui représente à lui seul environ un tiers de la consommation énergétique finale française. Le gaz est principalement utilisé pour chauffer des logements et des bureaux ou pour atteindre des hautes températures dans des procédés industriels. La consommation de charbon compte pour moins de 1 % de l’énergie finale, et est notamment portée par le secteur de la sidérurgie.

Au-delà de la réduction des émissions, l’électrification de la consommation énergétique répond à des enjeux de souveraineté et économiques

En plus des bénéfices en matière de pollution et de réduction des émissions, la sortie des énergies fossiles présente également des enjeux économiques et de souveraineté : la facture énergétique française oscille depuis le début des années 2000 entre 40 et 80 milliards d’euros, ayant même dépassé les 120 milliards d’euros au plus fort de la crise énergétique, en 2022. Le principal poste de dépenses dans la facture énergétique est l’importation d’énergies fossiles, qui a représenté en 2024 environ 64 Milliards d’euros. En comparaison, les exportations d’électricité, qui ont atteint un volume net record en 2024, ont rapporté à la France environ 5 milliards d’euros.

Ainsi, la substitution progressive des énergies fossiles par de l’électricité largement produite en France conduirait à la réduction de cette facture, voire possiblement à des recettes nettes dans un horizon plus lointain. La France dispose dès aujourd’hui des capacités de production compétitives nécessaires pour alimenter une augmentation de la consommation d’électricité liée aux nouveaux usages et à l’électrification, comme en témoigne le solde des échanges d’électricité habituellement très exportateur. À moyen et long terme, l’enjeu pour le système électrique français va être celui de pérenniser la disponibilité d’une électricité bas carbone et compétitive tout en augmentant les volumes de production pour permettre une électrification à large échelle des usages.

Au-delà des enjeux financiers, le remplacement de la consommation de combustibles fossiles par l’électricité permet de réduire la dépendance vis-à-vis des pays non européens exportateurs d’énergies fossiles. Par ailleurs, la transition énergétique présente également des enjeux de dépendance concernant les technologies nécessaires pour la réaliser. Ceci-dit, même si les chaînes de valeur de ces technologies dépendent également de pays étrangers, elles sont plus différenciées et peuvent se targuer (à la principale exception de la fabrication de panneaux photovoltaïques) d’avoir une composante européenne plus forte que l’approvisionnement en énergie fossile.

Des besoins en augmentation sous l’effet du développement des énergies renouvelables

Le fonctionnement du système électrique nécessite un équilibre à chaque instant entre production et consommation d’électricité. Le maintien de cet équilibre s’est principalement reposé, jusqu’à présent, sur la flexibilité offerte par les moyens de production pilotables (notamment les unités de production nucléaires, thermiques fossiles et hydrauliques de lac). D’autres leviers comme des adaptations de la consommation ou le recours au stockage contribuent également à assurer l’équilibre entre offre et demande, mais dans une moindre mesure par rapport à la flexibilité de la production. Par ailleurs, les échanges avec les pays voisins, qui permettent d’optimiser le fonctionnement du système électrique à l’échelle européenne en permettant une mutualisation des moyens, constituent également un élément important pour l’équilibrage du système électrique en temps réel.

L’adaptation du profil de consommation au profil de production, ou « flexibilité de la demande », est donc un des leviers existants pour garantir l’équilibre offre-demande, qui devient de plus en plus nécessaire avec la croissance des volumes d’électricité renouvelable fatale (éolienne et solaire) produits.

Cependant, il ne s’agit pas d’un concept nouveau : notamment, la diffusion du tarif « heures creuses » à partir des années 1960 a permis de déplacer une partie de la consommation des heures diurnes, où elle est plus élevée, vers les heures nocturnes (où elle est généralement faible) grâce à un tarif d’électricité plus attractif pour le consommateur. Ce lissage de la demande est très adapté au mix historique français, reposant principalement sur le nucléaire, car d’une part il permet de solliciter moins de moyens de production carbonés, plus coûteux, pendant la journée, d’autre part  de réduire la modulation à la baisse du nucléaire pendant la nuit. C’est notamment pour offrir un débouché à l’abondante production nucléaire nocturne que s’est développé l’asservissement des ballons d’eau chaude au signal « heures creuses » au cours des années 1980.

Aujourd’hui, le développement de la production éolienne et solaire entraîne donc une augmentation des besoins de flexibilité, qui peuvent concerner des adaptations « structurelles » du profil de consommation (par exemple pour profiter de l’abondance de production solaire en début d’après-midi), de manière analogue à l’adaptation qui a accompagné le développement du nucléaire. Des adaptations plus ponctuelles existent, ainsi que d’autres leviers comme le développement de solutions de stockage, les batteries pour le très court terme, et le power-to-gas pour le stockage inter-saisonnier.

Il existe en effet différents types de flexibilités permettant d’adresser des besoins variés. Il est possible de les classifier de manière séquencée dans le temps, avec un volume d’énergie déplacée qui décroit à l’approche du temps réel :

  • Les flexibilités structurelles et régulières représentent l’essentiel des besoins de flexibilités, qui sont largement prévisibles longtemps à l’avance (au regard de la forme naturelle de la courbe de charge, de la production solaire en journée, …). L’enjeu réside dans le positionnement des arrêts de moyens de production pilotables par rapport aux périodes de plus faible consommation (en été, le week-end) et dans la modification des courbes de charge de manière structurelle pour positionner la consommation lorsque l’électricité bas-carbone est abondante.
  • Les flexibilités dynamiques adressent des besoins qui sont prévisibles avec une avance qui va de quelques jours jusqu’à quelques heures (infra-journalier), notamment en réaction aux incertitudes liées aux conditions météorologiques (production éolienne, thermo-sensibilité de la consommation) ;
  • Les flexibilités d’équilibrage viennent remédier aux aléas (pannes, incidents) ou aux incertitudes liées à des changements soudains des conditions météorologiques qui représentent un enjeu pour la gestion de l’équilibre entre offre et demande en temps réel ; leur besoin total ne représente pas plus de quelques GW, et n’augmentera que marginalement malgré l’évolution du mix de production ;
  • Les flexibilités de sauvegarde concernent les besoins requis pour faire face aux situations exceptionnelles affectant l’équilibre offre-demande. La mobilisation de ce type de flexibilité repose actuellement principalement sur le signalement par le dispositif Ecowatt des journées et heures les plus à risque.

Les trois premiers types de flexibilités sont mobilisés tous les jours et peuvent être valorisés dans le cadre du fonctionnement des marchés de gros et d’équilibrage, alors que les flexibilités de sauvegarde répondent à des besoins exceptionnels et ponctuels.

(source RTE)