L'énergie durable pour tous dans les pays en développement et émergents

L'énergie durable pour tous dans les pays en développement et émergents
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Sommaire de l'article
Comprendre les flux énergétiques
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Après avoir déclaré l'année 2012 " Année internationale de l'énergie ", le secrétariat général des Nations unies a lancé l'initiative " Sustainable Energy For All " (SE4All) qui propose trois objectifs à l'horizon 2030 :

- l'accès universel à une énergie moderne ;

- le doublement des énergies renouvelables (EnR) dans le mix énergétique mondial ;

- le doublement du taux d'amélioration de l'efficacité énergétique (EE).

Cette initiative, placée sous l'égide des Nations unies, a l'ambition de coordonner les différents acteurs des secteurs concernés et de toucher l'ensemble des pays - qu'ils soient développés, en développement ou émergents.

L'Union européenne (UE) s'est engagée à y contribuer, en apportant plus particulièrement son appui à l'Afrique subsaharienne. L'énergie est maintenant l'une des priorités de l'Agenda pour le changement de l'UE, et la France a confirmé au sommet de Rio+20 qu'elle " soutenait l'initiative [...] pour étendre et rendre progressivement universel l'accès à l'énergie durable ". Les objectifs " SE4All " coïncident avec deux des trois priorités d'intervention de l'AFD en matière d'énergie, à savoir : i) prioriser les énergies renouvelables et l'efficacité énergétique ; ii) réduire la fracture énergétique et développer l'accès à l'énergie en zones rurales et suburbaines ; iii) sécuriser les systèmes énergétiques.

La déclinaison opérationnelle de ces trois objectifs dans les pays en développement (PED) ou émergents soulève plusieurs questions que le présent article se propose d'approfondir en s'appuyant sur l'expérience de projets engagés dans ces domaines :

- l'extension de l'électrification dans les zones urbaines et rurales mal desservies ;

- les interventions sur la biomasse pour qu'elle reste durablement accessible ;

- les priorités pour augmenter la part des renouvelables dans les mix énergétiques ;

- la construction sectorielle de programmes d'efficacité énergétique.

Si les EnR et l'EE concernent tous les pays, leurs modalités d'application diffèrent dans les PED et émergents, s'agissant notamment de l'accès à l'énergie. Le double enjeu de l'accessibilité à l'énergie dans les pays en développement et émergents se présente différemment suivant qu'il s'agit de l'électricité ou de la biomasse (bois et charbon de bois).

L'électricité accessible pour tous

L'électrification consiste à mettre à disposition des usagers un système de production/distribution de l'électricité, assorti de modalités d'accès et de règles de fonctionnement, adaptées aux trois principaux types de zones concernées dans les PED :

- les zones urbaines et périurbaines connectées au réseau électrique national ;

- les zones suburbaines, qui regroupent les centres secondaires et bourgs non connectés, certains étant dotés de groupes diesel et d'un réseau local, l'ensemble fonctionnant de manière plus ou moins satisfaisante ;

- les zones rurales proprement dites où les villages et l'habitat dispersé regroupent l'essentiel de la population dans les pays en développement.

Trois modes d'électrification sont aujourd'hui utilisés :

- l'extension du réseau interconnecté, qui permet de distribuer l'électricité issue de centrales de puissance et qui bénéficie d'une péréquation dans la plupart des pays ;

- la distribution par un réseau local, alimenté par une centrale isolée. Le service peut être aligné sur celui du réseau interconnecté (et alors déficitaire) ou différencié (tarif plus élevé et niveau de service plus limité) ;

- les kits solaires individuels dont les modules photovoltaïques sont associés à des batteries. Deux modes de distribution sont envisageables : " distribution d'un service électrique " (le service est facturé à échéances régulières selon le niveau d'équipement, avec un SAV plus ou moins organisé) ou " distribution d'un bien d'équipement durable " (l'équipement est payé comptant ou à crédit).

Il en ressort trois configurations d'électrification à partir desquelles des plans d'investissement peuvent se structurer :

- l'électrification des zones périurbaines via la densification/renforcement du réseau existant et son extension, qui nécessite une politique de branchements adaptée. La rentabilité économique est assurée sous réserve que la population solvable soit suffisamment dense ;

- l'électrification des zones suburbaines (centres secondaires et bourgs) non raccordables au réseau principal, en faisant évoluer le système réseau local/central. Il s'agit de limiter l'usage du carburant fossile trop cher et de développer les solutions hybrides intégrant du renouvelable (éolien, solaire) ou valorisant, dans certaines zones, la biomasse ou la petite hydroélectricité qui sont maintenant compétitives ;

- l'électrification individuelle pour les villages et l'habitat " hors réseau ", portée par l'aide publique, a privilégié jusqu'à présent les kits photovoltaïques subventionnés. Quelques délégations de gestion à des entreprises intervenant sur un territoire ont également été développées. À noter que l'équipement individuel de familles capables d'acquérir des kits solaires connaît un début de diffusion dans certains pays, sans toutefois excéder quelques pourcentages.

Dans la combinaison de ces solutions, on peut souligner que le réseau interconnecté, seul modèle actuellement véritablement structuré, impose ses règles (tarifs, niveau de service, etc.). Il sert de référence et son extension vient progressivement se substituer aux réseaux locaux et aux solutions individuelles.

En outre, la distance du site à électrifier par rapport au réseau (actuel ou programmé) et la densité de la demande sont déterminantes pour le choix du mode d'électrification.

Les deux dernières configurations s'inscrivent dans des modes d'équipement décentralisés encore très peu développés. Elles gagnent à s'intégrer dans des plans d'électrification globale, en recherchant des complémentarités et des péréquations entre les modes d'électrification centralisée et décentralisée.

La biomasse durablement accessible

La biomasse reste encore très utilisée dans de nombreux PED et pays émergents (60 à 80 % des bilans énergétiques dans la plupart des pays africains). En termes énergétiques, dans les pays les moins avancés, elle peut représenter des flux plus importants que les énergies fossiles. Plus de 500 millions d'Africains dépendent quotidiennement de cette biomasse utilisée sous forme de bois ou de charbon de bois pour la cuisson des aliments.

Renouvelable si elle est bien gérée, la biomasse reste sous-considérée. À l'interface des politiques forestières, agricoles et énergétiques, elle fait l'objet de peu d'attention de la part des gouvernements. Très peu ont développé des politiques d'approvisionnement durable de la biomasse et rares sont ceux qui investissent dans ce secteur encore largement informel. Les institutions de développement sont en outre mal outillées pour intervenir sur ces filières dans lesquelles les responsabilités sont diffuses et les acteurs multiples.

En milieu rural, la biomasse est auto-collectée et s'inscrit dans des circuits non marchands sur lesquels il est difficile d'intervenir. C'est l'approvisionnement des grands centres urbains qui pose problème, en particulier dans les zones sèches (pays sahéliens notamment) - l'enjeu portant essentiellement sur la régulation des flux d'approvisionnement et sur la gestion durable des forêts naturelles autour de ces agglomérations.

La maîtrise de la filière des combustibles pour la cuisson nécessite un diagnostic qui distingue les milieux urbains et ruraux, tant à l'échelle nationale que locale, en différenciant l'usage domestique (principal consommateur) et l'usage artisanal (restauration, poterie, etc.).

En zones rurales, les prélèvements de bois de feu opérés par les populations pour leur propre usage ne sont pas, en eux-mêmes, un facteur de déforestation. Les déséquilibres éventuels sont principalement imputables aux systèmes d'exploitation agricoles (sauf dans les zones à proximité d'une grande agglomération). Dans les zones périurbaines, les habitudes passent de pratiques de type rural (à dominante bois) à des comportements plus urbains (charbon de bois/gaz). C'est donc dans ces zones que des alternatives doivent être proposées pour orienter les modèles de consommation en voie de structuration. Le passage du bois au charbon de bois s'accélère à mesure que la taille de l'agglomération augmente.

Les stratégies doivent jouer simultanément sur l'offre et sur la demande, en associant i) une gestion de l'offre combinant meilleure gestion des ressources existantes, reboisement et agroforesterie, et ii) des actions pour maîtriser la demande, visant à économiser la matière ligneuse dans la production de charbon de bois, intégrer les changements de pratiques culinaires et diffuser les foyers améliorés dans les villes. La substitution de combustibles est également à considérer pour certaines zones urbaines (introduction du GPL et de briquettes valorisant les déchets agricoles excédentaires).

Doubler la part des renouvelables dans le mix énergétique

L'appellation " énergies renouvelables " (EnR) recouvre en fait des filières très diversifiées, liées à des ressources, à des technologies et à des secteurs d'application bien différenciés.

Une très large gamme des puissances est couverte par les EnR depuis les plus importantes installations énergétiques au monde (plusieurs dizaines de milliards de Watt hydroélectriques) aux plus petites (quelques dixièmes de Watt photovoltaïques). Elles peuvent mobiliser des équipements sophistiqués ou au contraire très rustiques.

La disponibilité des ressources est extrêmement variée, certaines étant réparties sur l'ensemble du globe (le solaire), de larges surfaces (la biomasse), ou au contraire localisées dans des zones ou des sites spécifiques (géothermie).

Le niveau de maturité des technologies est également, à prendre en compte. Certaines anciennes technologies, comme l'hydroélectricité, bénéficient de prix très compétitifs, d'autres comme le solaire photovoltaïque connaissent ces dernières années une baisse sensible de leur coût.

De la ressource à l'usage, les chaînes de valeur des EnR impliquent de nombreux acteurs et systèmes, interagissant depuis le captage de la ressource, l'équipement de production d'énergie, le transport et la distribution de cette énergie, jusqu'à son utilisation dans des appareillages qui fournissent les services énergétiques.

Il s'agit en fait de restructurer différentes chaînes de valeur, dominées par les énergies fossiles pour que la part des renouvelables augmente progressivement. La situation initiale peut varier considérablement selon les pays, les zones et la chaîne de valeur considérés.

Les principales applications à fort potentiel de développement des EnR sont les suivantes :

- la production d'électricité en réseau où pratiquement toutes les filières renouvelables sont concernées mais de manière différenciée selon les pays, les ressources renouvelables dont ils disposent et les caractéristiques des centrales/réseaux électriques en place ;

- le transport, avec l'introduction de quelques pourcents de biocarburant dans les réseaux de distribution des carburants, en s'assurant que le développement de ces biocarburants réponde à des critères environnementaux et sociaux très stricts ;

- l'industrie et la valorisation des déchets (bioélectricité, biogaz, etc.), où d'importants gisements EnR restent à exploiter, même si leur part est souvent déjà significative dans le mix énergétique agro-industriel (exemple : industrie sucrière) ;

- le secteur du bâtiment où il s'agit d'optimiser les apports solaires pour minimiser les consommations de combustibles de chauffage ou d'électricité pour la climatisation. Ce volet est associé à des mesures d'efficacité énergétique dans le bâtiment (constructions neuves ou réhabilitations thermiques). La géothermie et la biomasse se développent dans les zones marquées par de longues périodes de chauffage ;

- l'approvisionnement des grands centres urbains en combustibles est également un enjeu fort dans les PED. Il s'agit moins d'accroître la part de la biomasse que de la maintenir durablement pour répondre à une demande croissante.

Dans chacun des secteurs concernés, l'augmentation des EnR résulte de constructions volontaristes qui associent des mesures réglementaires, des dispositions de régulation, des règles de tarification et des outils de financement ainsi que des plans adaptés à la chaîne de valeur et au contexte.

Les EnR ont la réputation d'être chères dans les PED, où leur diffusion exigerait des subventions importantes et non supportables par ces pays. L'analyse des coûts de l'énergie montre que cette perception est erronée. Dans un contexte de prix élevés des énergies fossiles, les EnR restent souvent l'alternative la moins chère ou une solution économiquement rentable. C'est en particulier vrai pour des énergies de puissance comme la géothermie ou l'hydroélectricité. C'est de plus en plus le cas avec l'éolien ou la bioénergie dans les zones favorables, et maintenant avec l'énergie photovoltaïque dans les pays à fort ensoleillement. En outre, les EnR connaissent pour la plupart des baisses significatives de coûts, alors que la production d'énergie à base fossile est sujette à des augmentations de prix déjà marqués par leur volatilité.

La perception de la cherté des EnR tient au fait que les systèmes renouvelables présentent des coûts d'investissement sensiblement plus élevés que ceux à base d'énergie fossile. Leurs charges d'exploitation sont en revanche faibles et maîtrisées (contrairement à celles des énergies fossiles).

Dans les PED, l'intensité capitalistique des EnR reste cependant un obstacle dans un contexte de risque élevé (technologique, politique, réglementaire et commercial). Au-delà d'un cadre permettant la diminution du risque perçu par les investisseurs, la rentabilité différée des investissements EnR requiert la mobilisation de prêts de longue maturité. Se pose alors la question des investisseurs publics ou privés disposés à s'engager dans les PED sur ces investissements qui s'amortissent sur le moyen/long terme.

Doubler le taux d'amélioration de l'efficacité énergétique

Si l'on s'accorde sur la nécessité d'accroître l'EE au motif que l'énergie la moins chère et la plus propre est celle que l'on ne consomme pas, le concept d'efficacité énergétique est sans doute le plus complexe à mettre en application.

L'EE, qui apprécie la quantité d'énergie pour produire des biens ou des services, n'a de sens que relatif. Elle se mesure par comparaison du ratio énergie/service (É/S) avant et après une intervention ou par étalonnage avec des entités similaires (machine, unité industrielle, logement, etc.).

La construction d'un programme d'EE nécessite donc un minimum d'analyses et de mesures dans un secteur donné et sur un territoire délimité. L'audit énergétique plus ou moins élaboré reste un point de passage obligé. Son financement et sa mise en œuvre sont problématiques dans les PED (qui le finance ? selon quelles modalités ? selon quel contrôle de qualité ?).

Par ailleurs, l'amélioration de l'EE peut s'opérer de plusieurs manières. On peut i) réduire la demande (par exemple en diminuant la température de consigne d'un bâtiment chauffé ou climatisé, on parle alors de sobriété énergétique) ; ii) diminuer la consommation d'énergie à production égale (notamment dans le cadre de réhabilitation) ; ou iii) augmenter la production sans accroître la consommation d'énergie en proportion (pour les investissements neufs ou à venir).

L'efficacité énergétique se décline de manière sectorielle, quatre secteurs étant particulièrement concernés : l'industrie, le bâtiment, le transport et la production d'électricité.

Dans le secteur industriel, les modalités d'intervention différeront suivant l'incidence de l'énergie dans la production des entreprises, en distinguant celles très grosses consommatrices d'énergie (cimenterie, métallurgie, chimie, etc.), moyennement consommatrices (textile, mécanique, agro-industrie, etc.) ou les petites et moyennes industries dispersées et aux consommations diffuses.

Dans le bâtiment, plusieurs types de programmes peuvent s'organiser en distinguant : le résidentiel et le tertiaire ; la construction neuve et la réhabilitation des bâtiments existants ; le patrimoine immobilier public (État, collectivités locales, administrations) et privé ; les modalités d'occupation des locaux (propriétaire/locataire ; collectif/individuel).

Pour lancer ces programmes, deux points sont déterminants : identifier l'entité en mesure d'investir sur l'EE et structurer le financement pour que les économies d'énergie soient affectées au remboursement de l'investissement.

Dans le secteur des transports, très dépendant des produits pétroliers, l'efficacité énergétique est directement liée à la capacité du secteur à développer les transports en commun, à limiter l'usage des véhicules individuels et à rendre attractifs les déplacements sobres (aménagement de pistes cyclables, développement du fluvial, etc.).

Dans la production d'électricité, il s'agit de récupérer la chaleur perdue dans les centrales thermiques, différentes solutions pouvant être mises à contribution : intégration de cycles combinés ; adjonction de générateurs à cycle de Rankine sur les grosses centrales diesel ; développement de cogénérations industrielles réparties sur le réseau, etc.

L'initiative SE4All souligne bien les trois limites de nos systèmes énergétiques actuels : le caractère non durable de leur alimentation à base fossile ; leur faible efficacité globale et leur inaccessibilité pour un grand nombre. La mise en œuvre des solutions pour pallier chacune de ces insuffisances s'avère complexe car elles mobilisent de multiples acteurs dans des secteurs très différents, régis par des procédures spécifiques et soumis à des logiques qui leur sont propres.

Le ministère en charge de l'Énergie n'est en prise qu'avec une partie des solutions. Sont autant concernés les ministères chargés du Transport (hydrocarbures et biocarburants), de l'Industrie (efficacité énergétique et valorisation des déchets), de l'Habitat et de l'Urbanisme (performance énergétique des bâtiments), de l'Agriculture et des Forêts (biomasse énergie) sans oublier le rôle central des Finances (investissements publics, financements internationaux, fiscalité, péréquations tarifaires, etc.). Le ministère de l'Environnement a aussi un rôle à jouer (déforestation, changement climatique) mais dispose de peu de moyens pour intervenir. À chacun ses priorités, ses méthodes et sa temporalité.

Dans les principaux secteurs et filières concernés, il s'agit donc de définir des programmes énergétiques sur mesure - en introduisant pour chacun des pourcentages d'EnR et de progression d'EE appropriés, ainsi que des objectifs spécifiques d'accessibilité pour le secteur de l'électricité et de durabilité pour celui de la biomasse combustible.

Chaque programme nécessite aussi une gouvernance adéquate pour impulser les changements, maintenir des lignes de conduite et procéder aux arbitrages. L'entité organisatrice doit disposer des pouvoirs suffisants pour exercer son autorité sur les acteurs économiques concernés. Enfin, les contraintes de moyens humains et financiers sont également très importantes dans la définition et l'engagement de ces programmes.

Des flux énergétiques structurés en réseaux et offrant des services diversifiés

L'énergie nous est livrée majoritairement sous forme de flux renouvelables, en quantités qui excèdent très largement la demande mondiale, ainsi que l'ensemble des réserves fossiles ou fissiles, qui restent des " exceptions " de la nature disponibles en stocks relativement limités.En amont, ces flux renouvelables très diversifiés peuvent être :- intermittents, c'est le cas de l'énergie solaire (la plus abondante) ou éolienne ;- fluctuants (comme l'énergie hydraulique ou la géothermie), régulables s'ils sont associés à des réservoirs, naturels (cas de la géothermie) ou artificiels (barrages hydroélectriques) ;- des " stocks rechargeables " à travers la biomasse, qui fonctionne comme une batterie, la photosynthèse stockant l'énergie solaire dans la matière organique végétale ou animale.Les réseaux qui modèlent les systèmes énergétiques au Nord comme au Sud sont déterminants pour écouler la production, tarifer l'énergie et structurer la demande. La taille, la qualité, l'organisation et la gouvernance de ces réseaux conditionnent le service énergétique. Maillons essentiels dans les chaînes de valeur énergétiques, les réseaux sont souvent occultés dans les débats sur l'énergie qui ont tendance à se focaliser sur sa seule production. Dans les PED, les réseaux d'acheminement de la biomasse jouent aussi un rôle important, mais relevant principalement de l'économie informelle, ils sont tout simplement ignorés.En définitive, l'énergie est également utilisée en flux consommés par des entreprises, des ménages ou des administrations dans des applications variées (communication, éclairage, motorisation, transport, chaleur à différents niveaux de température, etc.). Il convient en outre de noter que :- la valeur d'usage de chacun de ces services peut varier considérablement. Très peu d'énergie suffit pour produire de l'information ou de la lumière et nous sommes prêts à la payer très cher pour disposer de ces deux services (exemple : téléphone mobile ou lampe portable).- l'électricité ou la force motrice sont des formes " nobles " de l'énergie et la chaleur une forme dégradée. La conversion de la chaleur en électricité ou en travail se traduit par un coût énergétique élevé : deux tiers de l'énergie fossile ou fissile se perdent ainsi dans nos centrales thermiques ou dans les moteurs à explosion de nos véhicules.

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