2.2 La production primaire diminue
du fait d’une forte indisponibilité
des centrales nucléaires

2.2.1 Combustibles fossiles

Autrefois importante, la production primaire d’énergie fossile en France est désormais marginale (figure 2.2.1.1). Elle s’élève à 10 TWh en 2020, en baisse par rapport à 2019 (- 15,6 %). Elle est composée quasi intégralement de produits à destination des raffineries : pour près des trois quarts, il s’agit de pétrole brut extrait des bassins parisien et aquitain, auquel s’ajoute une production d’additifs oxygénés (non issus de biomasse) destinés à améliorer la qualité des produits raffinés, comme par exemple les carburants. La production de pétrole brut sur le territoire français s’élève à 645 milliers de tonnes ; elle a été divisée par plus de cinq depuis la fin des années 1980. Cette production ne satisfait désormais qu’un peu moins de 1 % de la consommation nationale. Au 1er janvier 2020, les réserves de pétrole brut (18 Mt) et d’hydrocarbures extraits du gaz naturel représentent environ 28 ans d’exploitation au rythme actuel.

Depuis l’arrêt définitif de l’injection du gaz du gisement de Lacq dans le réseau en octobre 2013, la production nationale de gaz naturel se limite à l’extraction de quantités, très marginales, de gaz de mine du bassin du Nord-Pas-de-Calais. Celles-ci s’élèvent à 201 GWh PCS (pouvoir calorifique supérieur) en 2020.

L’approvisionnement de la France en charbon repose désormais exclusivement sur le commerce extérieur et, dans une moindre mesure, sur le recours aux stocks. En effet, la collecte de produits de récupération présents sur les anciens sites d’extraction, qui subsistait depuis la fermeture de la dernière mine de charbon en 2004, s’est arrêtée en 2015. Elle ne représentait guère plus de 1 % de l’approvisionnement global de la France en produits charbonniers les années précédentes.

Figure 2.2.1.1 : production primaire d’énergie fossile

Champ : jusqu’à l’année 2010 incluse, le périmètre géographique est la France métropolitaine. À partir de 2011, il inclut en outre les cinq DROM.
Source : calculs SDES, d’après DGEC, Charbonnages de France, SNET, GRTgaz, TIGF

Figure 2.2.1.2 : production primaire et valeur associée d’énergie fossile

	2016		2017		2018		2019		2020
	En TWh	En M€2020	En TWh	En M€2020	En TWh	En M€2020	En TWh	En M€2020	En TWh	En M€2020
Production toutes énergies fossiles	12,10	423	11,73	485	11,02	502	11,76	568	9,93	286
Production de pétrole	11,89*	419	11,57*	482	10,93*	500	11,60*	565	9,75*	284
Production de charbon	0,00	0	0,00	0	0,00	0	0,00	0	0,00	0
Production de gaz naturel (grisou)	0,21	4	0,16	3	0,09	2	0,17	3	0,18	2

* La production comprend la production d’additifs oxygénés non issus de biomasse.
Source : calculs SDES

Compte tenu des prix des énergies fossiles et de leur forte diminution en 2020, la production primaire totale française représente en 2020 une valeur économique de 286 millions d’euros, soit près de deux fois moins qu’un an auparavant (figure 2.2.1.2).

2.2.2 NUCLÉAIRE

À la suite de la fermeture des deux derniers réacteurs de la centrale nucléaire de Fessenheim le 29 juin 2020, la France compte 56 réacteurs actuellement en service, répartis sur 18 sites. La production d’énergie primaire du parc s’élève à 1 072 TWh en 2020. Elle correspond à la quantité totale de chaleur dégagée lors de la réaction de fission du combustible nucléaire. Comme il faut en moyenne environ 3 unités de chaleur pour produire une unité d’électricité dans une centrale nucléaire (le solde constituant les pertes calorifiques liées à cette transformation), la production brute d’électricité des centrales nucléaires françaises s’élève en 2020 à 354 TWh (figure 2.2.2.1).

La production nucléaire est ainsi en forte baisse, de 11,3 % sur un an, et retombe à un niveau qui n’avait pas été observé depuis la fin des années 1990. Cette baisse s’explique principalement par la crise sanitaire qui, d’une part, a réduit la demande et, d’autre part, a entraîné une diminution du taux de disponibilité du parc. En moyenne, les centrales ont été disponibles à hauteur de 70,8 % de leur capacité théorique, 3,2 points de moins qu’en 2019, et ont été utilisées, lorsqu’elles étaient disponibles, à hauteur de 86,7 % (figure 2.2.2.2). Par ailleurs, à la suite de la fermeture de la centrale de Fessenheim, la capacité du parc nucléaire a baissé de 1,8 GW au cours de l’année 2020, pour s’établir à 61,4 GW.

Figure 2.2.2.1 : production brute d’électricité des centrales nucléaires

Source : EDF

Figure 2.2.2.2 : disponibilité et utilisation du parc nucléaire

Coefficients exprimés en %

	2016	2017	2018	2019	2020
Coefficient de disponibilité Kd*	77,6	77,1	76,6	73,9	70,8
Coefficient d'utilisation Ku	89,2	89,1	92,9	92,9	86,7

* Le coefficient Kd est calculé sur la base des indisponibilités dues aux arrêts fortuits, aux arrêts pour entretien ou rechargement et aux prolongations d’arrêt. À la différence de l’indicateur Energy Availibility Factor publié par l’Agence internationale de l’énergie atomique (AIEA), il ne tient en revanche pas compte des indisponibilités dues à des causes environnementales, aux mouvements sociaux ou aux attentes d’autorisation des autorités.
Source : EDF

2.2.3 ÉNERGIES RENOUVELABLES ET VALORISATION DES DÉCHETS

La production primaire d’énergie issue de ressources renouvelables s’établit à 327 TWh en 2020, en hausse de 2,5 % par rapport à 2019 (figures 2.2.3.1 et 2.2.3.2). Le développement de la production éolienne et l’augmentation de la production hydraulique, liée à des conditions pluviométriques plus favorables qu’en 2019, ont été compensés par un recul de la production de bois-énergie et de la production de biocarburants. Le bois-énergie (y compris liqueur noire) demeure la première énergie renouvelable produite en France (31 % de la production nationale d’énergie renouvelable), devant l’hydraulique (19 %), l’éolien (12 %), les pompes à chaleur (10 %), les biocarburants (8 %), la valorisation des déchets renouvelables (4 %), le solaire photovoltaïque (4 %), le biogaz (4 %), la valorisation des résidus de l’agriculture et de l’industrie agroalimentaire (4 %), la géothermie (2 %), le solaire thermique et les énergies marines (moins de 1 % pour chacune de ces deux filières).

En incluant par ailleurs les 19 TWh d’énergie produite à partir de la valorisation des déchets non renouvelables (cf. infra), la production primaire d’énergie issue de ressources renouvelables ou de déchets s’élève à 346 TWh en 2020.

Figure 2.2.3.1 : part de chaque filière dans la production primaire d’énergies renouvelables en 2020 (327 TWh)

* Y compris liqueur noire.
** Industries agroalimentaires.
Source : calculs SDES

Figure 2.2.3.2 : évolution de la production primaire d’énergies renouvelables

* Y compris liqueur noire.
** Industries agroalimentaires.
Champ : jusqu’à l’année 2010 incluse, le périmètre géographique est la France métropolitaine. À partir de 2011, il inclut en outre les cinq DROM.
Source : calculs SDES

Les énergies renouvelables électriques correspondent aux filières de production primaire d’électricité (117 TWh en 2020). Elles regroupent ainsi l’hydraulique (hors stations de transfert d’énergie par pompage), l’éolien, le solaire photovoltaïque et les énergies marines.

Hydraulique (hors pompages)

La production hydraulique dépend fortement du débit des cours d’eau et, par conséquent, de la pluviométrie. L’essentiel de la production provient de grandes installations, situées, pour la plupart, le long du Rhin et du Rhône ainsi que dans les zones montagneuses. Après un important recul en 2019, la production hydraulique (hors pompages) augmente de 11,8 % en 2020, à 64 TWh, en raison d’une pluviométrie plus favorable qu’en 2019.

Énergies marines

Les énergies marines regroupent les différentes filières de production d’électricité tirant parti de l’énergie mécanique issue des mouvements de l’eau créée par les marées (énergie marémotrice), les vagues (énergie houlomotrice) et les courants marins (énergie hydrolienne). L’usine marémotrice de la Rance, construite dans les années 60, est, à ce jour, la seule unité de production en service commercial exploitant l’énergie issue du milieu marin en France. D’une capacité électrique de 212 MW, sa production (hors pompages) s’élève à 0,5 TWh en 2020.

Éolien

Soutenue par un accroissement important des capacités installées sur le territoire ainsi que par des conditions météorologiques favorables, la production éolienne progresse de 14,4 % en 2020, pour s’établir à 40 TWh. La filière éolienne connaît un développement particulièrement rapide ces dernières années, avec un doublement de la production en cinq ans.

Solaire photovoltaïque

La filière solaire photovoltaïque s’est développée particulièrement vite au cours de la décennie : la production, qui était inférieure à 1 TWh en 2010, atteint 13 TWh en 2020. Soutenue par la croissance du parc, la production progresse de 9,6 % par rapport à 2019.

Les énergies renouvelables thermiques et les déchets (229 TWh en 2020) regroupent les filières pour lesquelles l’énergie produite l’est sous forme de chaleur, avant d’être éventuellement convertie sous une autre forme (en électricité ou en force motrice notamment) - (figure 2.2.3.3). On distingue les filières de production d’énergie par combustion de celles de production primaire de chaleur. Les premières regroupent d’une part la biomasse, qu’elle soit solide (bois-énergie, résidus agricoles et agroalimentaires), liquide (biocarburants) ou gazeuse (biogaz), d’autre part les déchets incinérés (urbains et industriels). Les secondes regroupent la géothermie, le solaire thermique et les pompes à chaleur.

Biomasse solide

En 2020, la production d’énergie primaire issue de biomasse solide s’élève à 115 TWh (- 5,0 %), atteignant son niveau le plus bas depuis 2015. Cette diminution s’explique par une baisse simultanée de la biomasse utilisée dans le secteur de la transformation (- 2,5 %) et de la consommation finale de bois-énergie par les ménages (- 7,1 %). En effet, le bois-énergie constitue près de 90 % de la biomasse et est consacré à 60 % à l’usage résidentiel (cf. 4.5). Les températures plus douces en 2020 expliquent la diminution de la consommation de bois par les ménages.

La consommation de biomasse progresse cependant nettement par rapport à 2005, soutenue par son utilisation croissante dans les installations de cogénération et de production de chaleur. Après une forte hausse au début des années 2000, la part de la consommation résidentielle tend, quant à elle, à baisser depuis 2010, en raison d’une diminution régulière de la consommation par ménage, due à des appareils de chauffage au bois de plus en plus performants, ainsi que du net recul des ventes d’appareils de chauffage au bois depuis 2013.

Biogaz

En 2020, la production primaire de biogaz s’élève à 13 TWh, en augmentation par rapport à 2019 (+ 16 %). Cette évolution s’inscrit dans une tendance continue à la hausse, amorcée en 2011. De 2011 à 2020, la production primaire de biogaz a en effet été multipliée par 2,5. Presque 50 % de la production de biogaz (6 TWh) est valorisée sous forme d’électricité. La puissance des installations raccordées au réseau électrique représente 0,5 GW en fin d’année 2020, en augmentation de 6,6 % par rapport à 2019. Le reste de la production de biogaz est principalement dédié à la production de chaleur (36 %, soit 5 TWh). L’épuration de biogaz en biométhane, afin d’être ensuite injecté dans les réseaux de gaz naturel, constitue en outre un nouveau débouché depuis quelques années. Si ce mode de valorisation ne concerne que 15 % de la production totale de biogaz en 2020, soit 2 TWh, il progresse néanmoins fortement. Entre 2019 et 2020, les injections de biométhane dans le réseau ont en effet augmenté de 78,9 % (cf. 3.2).

Biocarburants et autres bioliquides

La biomasse liquide, constituée des biocarburants, est utilisée essentiellement pour la force motrice des véhicules (y compris les véhicules de chantiers, agricoles, etc.). En 2020, la production nationale de biocarburants s’élève à 27 TWh, en baisse de 6,9 % par rapport à 2019. La France produit principalement du biodiesel (77 %), mais également du bioéthanol (23 %). Stimulée par une fiscalité encourageant l’incorporation de biocarburants, la production a connu une forte croissance au cours des années 2000, passant de 4 TWh à 26 TWh au cours de la décennie. Depuis, l’augmentation de la production a ralenti, malgré la hausse progressive des objectifs d’incorporation.

Déchets

La production d’énergie primaire à partir de l’ensemble des déchets baisse de 4,1 % en 2020, pour s’établir à 33 TWh. Plus de la moitié (54 %) de cette production est valorisée sous forme d’électricité. La partie non biodégradable des déchets n’est pas considérée comme relevant des énergies renouvelables. Par convention internationale, les déchets renouvelables correspondent à la moitié des déchets urbains, soit 14 TWh en 2020. Les déchets non renouvelables recouvrent l’autre moitié des déchets urbains ainsi que les déchets industriels ; ils s’élèvent à 19 TWh en 2020.

Solaire thermique

La production du parc des installations solaires thermiques est de l’ordre de 2 TWh en 2020, en hausse de 3,9 % sur un an. Près de la moitié (45 %) de cette production est réalisée dans les DROM, en raison du fort ensoleillement de ces territoires, propice à l’installation de chauffe-eaux solaires. Le développement de la filière, très dynamique jusqu’au début des années 2010, a depuis nettement ralenti. Les ventes d’équipements en 2020 restent inférieures de moitié environ à celles annuelles moyennes de la période 2006 à 2012. En métropole, ce sont essentiellement des projets de « grandes surfaces » solaires thermiques qui permettent le développement de la filière ces dernières années.

Géothermie

De manière générale, la géothermie vise à exploiter l’énergie thermique contenue dans le sous-sol. La chaleur géothermique produite à partir de pompes à chaleur (dite de « très basse énergie ») est toutefois comptabilisée à part (cf. rubrique suivante).

La géothermie dite de « basse énergie » exploite des aquifères d’une profondeur de plusieurs centaines de mètres, à des fins de production de chaleur (chauffage et eau chaude sanitaire). Elle est généralement mobilisée comme source de production par les réseaux de chaleur, en raison du montant élevé des investissements nécessaires. Ces réseaux, dont la plupart sont situés en Île-de-France, alimentent principalement des bâtiments à usage résidentiel ou tertiaire. La géothermie de « basse énergie » est également exploitée par quelques installations isolées, telles des piscines, des serres ou encore des bassins de pisciculture. La production de cette filière s’élève à 6 TWh en 2020, augmentant de 3,7 % en un an, dont 4 TWh pour la production primaire de chaleur.

A contrario, la géothermie dite « profonde » (ou « haute température ») est principalement utilisée pour de l’électricité. Elle concerne un site en métropole, à Soultz-sous-Forêts (Alsace), et un autre à Bouillante, en Guadeloupe. Les sites exploitant cette technologie ont produit 0,1 TWh d’électricité en 2020.

Pompes à chaleur

Les pompes à chaleur produisent de la chaleur en puisant des calories dans le sol ou les eaux souterraines (géothermie dite de « très basse énergie », températures inférieures à 30 °C) ou dans l’air (aérothermie). Le parc de pompes à chaleur (PAC) installées en France continue de croître vigoureusement en 2020 (+ 11,9 %). Son développement est notamment stimulé par des aides au remplacement d’appareils de chauffage aux énergies fossiles. La production de chaleur renouvelable à partir de pompes à chaleur s’établit à 32 TWh en 2020, en hausse de 3,7 % sur un an.

Figure 2.2.3.3 : les différents types de valorisation de la biomasse et des déchets en 2020

Note : la production de chaleur s’entend ici au sens large de production ayant un usage final sous forme de chaleur et non pas seulement, comme dans la partie 3.5, de production de chaleur commercialisée.
Source : calculs SDES