Pénurie d'énergies renouvelables : définition et contexte
Par « pénurie d'énergies renouvelables », les chercheuses et chercheurs désignent des phases de plusieurs jours à plusieurs semaines durant lesquelles des vents faiblissants et une couverture nuageuse persistante réduisent fortement la production des centrales éoliennes et solaires. Ce phénomène prend de l'ampleur à mesure que la part de production variable augmente dans le mix électrique.
Pourquoi la qualité de l'air se dégrade
Lorsque la production éolienne et solaire baisse simultanément, ce sont principalement des centrales à charbon et à gaz qui prennent le relais. Celles-ci doivent souvent monter en charge rapidement et émettent alors, par kilowattheure, davantage que lors d'un fonctionnement en régime permanent. Parallèlement, des vents faibles et des conditions d'inversion atmosphérique maintiennent les polluants plus longtemps près du sol. Les concentrations de particules fines (PM2,5) et d'ozone au niveau du sol augmentent ainsi localement et régionalement.
Perspective jusqu'en 2050 : une hausse possible des épisodes extrêmes
Des simulations énergétiques et climatiques indiquent qu'en Chine, sans mesures d'atténuation, l'interaction entre pénuries d'énergies renouvelables et recours accru aux énergies fossiles pourrait augmenter la probabilité et l'intensité d'épisodes extrêmes de pollution atmosphérique d'ici 2050. Les zones les plus exposées sont les grandes agglomérations et les régions industrielles de l'Est et du Nord-Est, où de fortes émissions coïncident avec des conditions météorologiques favorisant la stagnation.
Santé et économie sous pression
Un nombre accru de jours avec des concentrations élevées de PM2,5 élève les risques de maladies respiratoires et cardiovasculaires, entraîne davantage d'hospitalisations et des pertes de productivité. Sur le plan économique, cela se traduit par des coûts de santé plus élevés, des baisses de productivité et des restrictions ponctuelles sur la circulation ou l'activité industrielle. À long terme, une mauvaise qualité de l'air réduit la qualité de vie et exerce une pression pour des interventions à court terme comme des arrêts d'urgence d'installations ou des mesures de circulation.
Stratégies pour réduire le risque
L'analyse met en avant des leviers rentables pour atténuer les conséquences des pénuries d'énergies renouvelables : – Surcapacités ciblées : installer davantage d'éolien et de solaire au-delà des besoins en fonctionnement normal pour disposer de réserve lors des périodes de faible production. – Stockage et flexibilité : batteries, STEP, solutions Power‑to‑X (par exemple l'hydrogène) et gestion flexible de la demande réduisent le recours aux moyens fossiles en phase critique. – Diversification géographique et renforcement des réseaux : une répartition géographique large des installations renouvelables et des réseaux de transmission performants compensent les déficits régionaux de production.
Combinées, ces mesures peuvent réduire la fréquence et la gravité des épisodes de smog sans compromettre la sécurité d'approvisionnement.
Implications politiques
Les trajectoires de développement de l'éolien et du solaire doivent intégrer explicitement des scénarios de pénurie d'énergies renouvelables. Ce n'est pas seulement la production annuelle totale qui compte, mais aussi la disponibilité en situations extrêmes. Des cadres réglementaires qui valorisent les investissements dans le stockage, les interconnexions et les mécanismes de flexibilité abaissent les risques et les coûts systémiques. Parallèlement, le remplacement plus rapide des centrales à charbon les plus anciennes par des options à plus faibles émissions reste un instrument transitoire, tant que les solutions de flexibilité propres ne sont pas suffisamment déployées.
Prévention au niveau local
À court terme, des groupes électrogènes de secours à faibles émissions, des contrôles d'émissions renforcés sur les installations existantes et des restrictions temporaires de circulation ou d'activité industrielle peuvent limiter les impacts. À moyen terme, une planification intégrée des objectifs énergétiques, climatiques et de qualité de l'air permet de prioriser le financement des infrastructures, le choix des sites pour les renouvelables, le renforcement des réseaux et des incitations au stockage.
Enseignements pour la transition énergétique
La problématique des pénuries d'énergies renouvelables rappelle que, même avec une forte part d'énergies variables, le système reste dépendant du temps qu'il fait. Le déploiement technique, la conception des marchés et l'aménagement du territoire doivent être étroitement coordonnées. Des surcapacités réfléchies et une flexibilité accrue protègent contre les pénuries d'approvisionnement et les épisodes de smog — un double bénéfice pour le climat et la santé.
L'action est particulièrement urgente dans les régions fortement dépendantes du charbon et aux conditions météorologiques défavorables. À long terme, un portefeuille diversifié d'installations, soutenu par des réseaux robustes et des capacités de stockage, permet de préserver les avantages climatiques des énergies renouvelables sans compromettre la qualité de l'air.
