Le problème avec les incitations aux énergies renouvelables ? Certaines peuvent ne pas y inciter…

Sam Aflaki, Professeur de Management des Opérations & Systèmes d'Information - 15 février 2018
Sam Aflaki, Le problème avec les incitations aux énergies renouvelables © Kwadri-AdobeStock

Dans leurs derniers travaux de recherche, Sam Aflaki et Serguei Netessine mettent en évidence un problème lié aux politiques d'incitation en faveur des énergies renouvelables, comme les tarifs de rachat et les taxes carbone. Ils montrent que les énergies renouvelables comme l'éolien et le solaire dépendent souvent de solutions de secours fortement émettrices de CO2 et que cela nuit aux investissements.

Sam Aflaki ©HEC Paris

Sam Aflaki enseigne à HEC Paris depuis 2011 au département management des opérations et systèmes d'information. Titulaire d'un doctorat en management de l'INSEAD, il est diplômé (...)

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De nombreux pays à travers le monde ont adopté des mesures incitatives encourageant les investissements dans les énergies renouvelables. Les politiques en place reposent le plus souvent sur une taxation des émissions de carbone et la garantie de prix de rachat minimum pour l’énergie renouvelable injectée dans le réseau. Mais ces mesures ne tiennent pas toujours compte de la nature intermittente de nombreuses sources d’énergie renouvelable. « Une source de secours peut être nécessaire pour prendre le relais quand l’énergie renouvelable n’est pas disponible, explique Sam Aflaki. Or, cette solution de secours peut très bien provenir de sources polluantes ».

Les énergies renouvelables dépendent de solutions de secours fortement émettrices de CO2

L’idée derrière les taxes carbone et mécanismes de garantie des prix est de rendre les énergies renouvelables financièrement plus attractives que les méthodes traditionnelles de production d’énergie, généralement plus polluantes. Mais certaines de ces énergies renouvelables, comme l’éolien et le solaire, sont par nature intermittentes. Il est en effet impossible de produire de l’énergie solaire la nuit et la production éolienne est limitée lorsque le vent est faible. Pour garantir une alimentation continue du réseau et éviter les coupures, les fournisseurs d’énergie doivent donc compenser cette intermittence des énergies renouvelables. 

« L’électricité de secours, qui doit être instantanément disponible, est produite par des installations hydrauliques et des centrales au gaz traditionnelles, explique Sam Aflaki. Elles assurent une alimentation quasi immédiate lorsque la production d’énergie renouvelable est interrompue. Or, certaines de ces alternatives émettent des gaz à effet de serre et affichent un bilan carbone susceptible d’annuler les avantages économiques et environnementaux des investissements dans les sources renouvelables ».

Les solutions de secours émettrices de CO2 nuisent aux incitations

Sam Aflaki et Serguei Netessine ont voulu comprendre dans quelle mesure le recours à des solutions de basculement affichant un lourd bilan carbone pouvait décourager les investissements dans les énergies renouvelables. « Notre modèle a révélé que l’intermittence des technologies renouvelables se répercute sur l’efficacité des mécanismes de tarification du carbone. En d’autres termes, en taxant plus lourdement les émissions de carbone, la part des investissements dans les énergies renouvelables risque de se trouver réduite au profit de sources de combustibles fossiles modernes et efficaces, explique Sam Aflaki.

Guillemet
Dans certains cas, plus les taxes carbone sont élevées, plus la part des énergies renouvelables dans le réseau diminue."

Le marché aujourd’hui libéralisé de l’énergie favorise ce phénomène. Il a en effet été restructuré au cours de ces vingt dernières années pour encourager la concurrence et faire baisser les prix au détail. L’électricité est donc désormais une commodité négociée sur des marchés de gros. Ces dynamiques peuvent amplifier l’effet dissuasif que nous avons évoqué sur l’investissement dans les énergies renouvelables intermittentes ». Le modèle de Sam Aflaki et Serguei Netessine indique même que, dans certains cas, plus les taxes carbone sont élevées, plus la part des énergies renouvelables dans le réseau diminue. « Certes, des taxes carbone élevées sont positives dans la mesure où elles entraînent une baisse systématique des émissions, mais nous n’observons pas nécessairement comme corollaire une progression de la part des sources renouvelables dans l’énergie produite, constate Sam Aflaki. C’est contraire à l’un des objectifs de la taxation des émissions de carbone : rendre les énergies renouvelables plus compétitives et disponibles. Les législateurs doivent étudier avec attention la nature intermittente des sources d’énergie et les technologies utilisées en relais ».

Repenser le rapport aux énergies renouvelables pour encourager les investissements

Sam Aflaki estime qu’il existe de nombreux moyens efficaces de démêler ces liens entre taxes carbone et production d’énergie de secours. On peut par exemple envisager d’utiliser une autre énergie renouvelable comme relais en cas d’insuffisance. « L’énergie solaire et l’énergie éolienne sont corrélées négativement dans de nombreuses régions. En les combinant, vous pouvez limiter le recours à des solutions coûteuses et largement polluantes », explique-t-il. Il est également possible de stocker de l’énergie dans des batteries ou sous d’autres formes d’énergie potentielle grâce à de nouvelles technologies innovantes.

Guillemet

On peut par exemple envisager d’utiliser une autre énergie renouvelable comme relais en cas d’insuffisance."

Sam Aflaki rappelle que pour garantir une production d’énergie durable, il faut augmenter les investissements. « Pour y parvenir, il faut apporter des réponses à cette question de l’intermittence, en parallèle à d’autres mesures d’incitation, poursuit-il. Nous devons imaginer des solutions nouvelles, plus intelligentes (l’utilisation de batteries plus performantes, l’association de sources en corrélation négative au sein d’un portefeuille régional, et d’autres mesures exploratoires telles que le stockage d’électricité comme énergie potentielle) pour contrebalancer le phénomène d’intermittence qui caractérise les énergies renouvelables et veiller à ce que leur part continue de progresser dans l’alimentation du réseau dans les années à venir ».


D’après un entretien avec Sam Aflaki sur son étude « Strategic Investment in Renewable Energy Sources: The Effect of Supply Intermittency », coécrit avec Serguei Netessine (Manufacturing and Service Operations Management, 2017).

Applications pratiques
Applications pratiques

« Nous espérons que cette étude pourra influencer les législateurs. Elle est d’ailleurs actuellement utilisée pour informer des sénateurs américains, confie Sami Aflaki. Nous voulons que la société comprenne que, en ce qui concerne les sources d’énergies renouvelables intermittentes, il est indispensable de tenir compte des impacts réels des taxes carbone et autres mesures comme les prix de rachat garantis, qui sont censées encourager l’investissement dans les solutions renouvelables mais n’ont pas toujours l’effet attendu. Pour rendre les technologies renouvelables plus compétitives d’un point de vue économique, il faut avoir une vision plus complète de leur coût, et notamment du coût de l’intermittence ou du coût des sources de secours et des impacts associés sur l’environnement ». Les législateurs doivent donc adopter une approche holistique des énergies renouvelables, qui tienne compte de l’intermittence et adapte les options d’alimentation de secours à chaque scénario de fourniture énergétique.

Méthodologie
Méthodologie

Pour analyser les mesures d’incitation en faveur des énergies renouvelables, Sam Aflaki et Serguei Netessine ont élaboré un modèle statique inspiré de la théorie des jeux englobant les contreparties inhérentes à l’investissement dans des sources d’énergie renouvelable intermittentes. Prenant pour référence les marchés de l’électricité, ils ont modélisé l’effet des taxes carbone et autres tarifs de rachat garantis sur le coût et la part de l’éolien dans un portefeuille énergétique. Conclusion : la nature intermittente des énergies renouvelables entrave l’efficacité des mécanismes de tarification du carbone, faisant des taxes sur les émissions un facteur potentiellement dissuasif pour les investisseurs.