Coût de production de l’électricité

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Les coûts de transformation en électricité dépendent du coût d’investissement d’une centrale électrique et de son coût d’exploitation.

Combinés ils permettent d’établir le levelised cost of electricity (LCOE) qui est un ratio de référence dans la filière électrique. Cette appellation est traduite en français par le coût moyen actualisé de l’électricité. Il permet aux entreprises de comparer la rentabilité de différents projets avant d’arbitrer leurs choix d’investissements.

Le coût d’investissement

Il varie selon la technologie retenue pour obtenir l’électricité :

  • Compte tenu du gigantisme de certains projets, la construction de centrales nucléaires et hydrauliques engagent parfois des milliards d’euros. Mais leur très longue durée de vie et leurs capacités de production sont souvent importantes, en particulier pour le nucléaire. Ainsi, la capacité de génération de mégawatts (MW) pour une centrale nucléaire dépasse aisément le seuil de 1000 MW contre 500 à 800 MW pour une centrale au gaz naturel ou au charbon et quelques dizaines pour une ferme éolienne ou une centrale solaire.
  • Les capacités de production d’électricité d’une centrale ne sont pas toujours utilisées à plein temps. C’est le cas en particulier de l’éolien (25 à 40% du temps) et du solaire (10 à 20%) qui sont des énergies dites intermittentes. Il y a également de la perte d’énergie dans la conversion en électricité pour les énergies fossiles: une centrale au gaz naturel ne restitue que 60% de la valeur énergétique introduite dans le processus de transformation en électricité et 40 % pour le charbon.
  • Enfin, le coût d’actualisation qui représente le coût de l’argent (coût d’accès au financement, coût d’opportunité lié à l’indisponibilité de cet argent pour d’autres opportunités d’investissements) varie selon le risque du projet (pays, nouvelle technologie…). Ainsi, un projet d’éoliennes en mer lancé pour la première fois dans un pays connaitra cetrainement un coût de financement plus élevé qu’une centrale à l’énergie fossile dont la technologie est maitrisée depuis des décennies.

L’ensemble de ces coûts est rapporté à une unité de quantité d’énergie appelé mégawatt-heure. Il est alors possible de dresser un tableau du coût d’investissement réel de ces différentes technologies. Sur ce seul critère, les énergies fossiles sont aujourd’hui bien plus compétitives que les sources renouvelables.

Coût d’investissement médian (en dollar par mégawatt-heure)

Gaz12,7
Charbon27,2
Nucléaire57,9
Ferme Eolienne à terre65,7
Grand barrage hydraulique65,9
Ferme Solaire Photovoltaïque102,3
Ferme Eolienne en mer126,2
Solaire toiture commerciale128,0
Solaire toiture résidentielle188,6

Source : Agence Internationale de l’Energie (AIE) – Projected Costs of Generating Electricity (Edition 2015).

Les investissements et les coûts d’exploitation pour générer de l’électricité varient énormément selon les pays, les sources d’énergie, etc… Les fermes éoliennes, voire solaires, les plus performantes peuvent mobiliser parfois moins d’argent pour produire un mégawatt-heure que des centrales électriques utilisant des ressources fossiles. Seule une approche concrète, projet par projet est en mesure de déterminer une hiérarchie entre les différentes sources d’énergie au sein d’une même région.

Les coûts d’exploitation de l’électricité

Une fois la construction de la centrale électrique réalisée, il faut évaluer ses coûts de fonctionnement. Mesurés également par unité de mégawatt-heure, elles prennent en compte :

  • Le coût d’approvisionnement en matière première : c’est pour les centrales à gaz qu’il est le plus important mais il est bien évidement nul pour les énergies renouvelables ce qui est leur grand point fort.
  • Le coût d’émission de carbone : il est particulièrement délicat à évaluer. Un système d’attribution de quotas d’émission de carbone, avec mise en place d’un marché de cotation permettant de les échanger et ainsi déterminer un prix de ce carbone, a été tenté en Europe. Mais les résultats sont jusqu’ici peu concluants (effondrement des cours incitant peu aux efforts de réduction d’émissions de CO2). Le passage plus traditionnel par la fiscalité, avec une taxe carbone, est donc actuellement un outil davantage privilégié pour limiter les émissions de CO2. Elles pénalisent les centrales au charbon qui sont les plus polluantes.
  • Le coût de la main d’œuvre et de la maintenance : Plus la capacité de production d’électricité de la centrale est importante et plus les charges de personnel et d’entretien du matériel sont diluées dans le coût total de production de l’électricité. Les fermes éoliennes et solaires aux capacités plus faibles sont donc pénalisées. A noter que les centrales au gaz naturel et au charbon ont des coûts plus faibles que les centrales nucléaires malgré des tailles plus modestes pour des raisons de coûts de sûreté.
  • Les coûts de démantèlement : Plus la durée de vie de la centrale est longue et plus ce coût s’amortit sur une longue période surtout si elle génère beaucoup de mégawatts. Le nucléaire, dont la teneur fortement radioactive de son combustible rend délicat cette opération de démantèlement, compense par sa durée d’exploitation ce désavantage par rapport aux autres sources d’énergie.

Le levelised costs of electricity (LOCE)

Dans les années 2000, les énergies renouvelables, à l’exception de l’hydraulique, nécessitaient de fortes subventions pour être viables. Depuis, leur coût total s’est rapproché de celui des énergies plus traditionnelles. Quand elles sont produites à grande échelle dans les régions les plus favorables, elles sont même parfois compétitives sans aucune subvention.

Médiane du coût de production moyen actualisé
(en dollar par mégawatt-heure et un coût du CO2 de 30 dollars par tonne)

 

Grand Barrage Hydraulique80,7
Nucléaire82,6
Charbon83,5
Eolien à terre91,8
Gaz102,9
Centrale solaire Photovoltaïque130,8
Solaire toiture commerciale151,4
Eolien en mer174,2
Solaire toiture résidentielle213,2

Source : Agence Internationale de l’Energie (AIE) – Projected Costs of Generating Electricity (Edition 2015).