Transition énergétique belge, concrètement !

Le projet BEST démarré en 2020 s’est clôturé en 2024. L’objectif : répondre à la question « comment réaliser notre transition énergétique, concrètement et de manière plausible ? » Les conclusions des chercheur.euses donnent une idée très claire des lignes directrices à indiquer à nos gouvernants pour assurer au mieux et au plus rapide cette transition.

Le projet BEST (Belgian Energy SysTem) financé par le Fonds de Transition Energétique du SPF Economie regroupait 5 universités : UCLouvain, ULB, UMONS, UGENT et VUB ; et a été coordonné par le Prof. Hervé Jeanmart (UCLouvain). Pendant 4 années (2020-2024), 11 doctorants et 7 chercheur.euses post-doctorant.es ont travaillé ensemble afin de répondre aux questions concrètes suivantes :

1. De quelle quantité de vecteurs énergétiques liquides et gazeux avons-nous besoin pour alimenter le système énergétique belge pendant et après la transition ?
2. Dans quelle mesure ces vecteurs sont-ils compatibles avec notre système énergétique actuel, y compris le réseau ? Quel est leur impact ?
3. Quels sont les scénarios les plus économiques et les besoins de stockage (quotidiens, mensuels, saisonniers) pour mettre en œuvre ces carburants renouvelables ?
4. Quelles sont les principales incertitudes concernant le système énergétique, aujourd'hui et à l'avenir, à prendre en compte lors de l'optimisation du système ?
5. Comment convertir ces combustibles en énergie finale de la manière la plus efficace possible ?

La transition énergétique en Belgique a une direction claire : l'électricité deviendra le vecteur dominant mais pas exclusif et les productions renouvelables, principalement solaires et éoliennes, doivent être largement installées. De nombreuses questions restent ouvertes, notamment sur la contribution des carburants, non plus d'origine fossile mais comme vecteurs énergétiques synthétisés à partir d'énergies renouvelables (nommés e-fuels), tels que l’hydrogène, l’ammoniac, le méthane et le méthanol.

Pourquoi ne peut-on pas miser intégralement sur l’énergie électrique ?

Aujourd’hui, nous consommons en Belgique 20% seulement de notre énergie sous forme d’électricité. Il est clair que nous allons vers plus d’électricité, 36% en 2050, car c’est un vecteur énergétique qui a des avantages, notamment pour la mobilité et le chauffage. Mais tout miser sur ce vecteur n’est pas possible car le potentiel renouvelable belge est limité et les électrons ne se stockent pas directement. Il faut convertir l’électricité pour la stocker. Dès lors, d’autres vecteurs deviennent intéressants, surtout quand on imagine des stockages sur des longues périodes (plusieurs mois).

A l'horizon 2050 et dans l'hypothèse d'un système à coût optimisé basé exclusivement sur les énergies renouvelables, les conclusions sont limpides : les énergies renouvelables locales fourniront environ la moitié des énergies nécessaires pour répondre aux besoins de la Belgique, le reste provenant d'énergies importées sous forme d'électricité (9%) et d'e-fuels (42%). A l’échelle belge, vu le déficit d’énergie renouvelable au niveau local, l’énergie nucléaire permet de réduire les importations de fuels et d’électricité sans affecter de manière significative les productions éoliennes, solaires et biomasse. C’est une erreur d’opposer ces formes d’énergie qui s’avèrent complémentaires dans le système énergétique belge.

L’utilisation significative des e-fuels est observée à partir de 2035. Le méthanol est le vecteur dominant, suivi du méthane, de l'ammoniac et de l'hydrogène. Ce classement est le résultat des utilisations spécifiques de ces e-carburants en Belgique, notamment pour la demande non énergétique (NED). Ces e-fuels sont utilisés dans de nombreuses applications différentes pour lesquelles des technologies existent déjà ou sont en cours de développement. Les résultats indiquent une utilisation de l'hydrogène dans les camions, mais il pourrait s'agir d'autobus, etc. Pour les e-fuels importés, le modèle impose des flux constants tout au long de l’année. Certains e-fuels peuvent être stockés l’été pour être disponibles l’hiver, tel que le méthane.

Dans le contexte de la transition énergétique, la biomasse est un vecteur peu onéreux, versatile et source de carbone à cycle court. En Belgique, le potentiel est exploité à quasi 100%. A l’avenir, la biomasse serait principalement utilisée dans les secteurs pour lesquels l’énergie électrique est peu ou pas pertinente, c’est-à-dire la chaleur industrielle haute température et la demande non énergétique. 

Le projet BEST s’est aussi intéressé aux applications utilisant ces e-fuels telles que les centrales type CCGT, les moteurs pour la mobilité (bus, locomotives, péniches…), les moteurs stationnaires (cogénération) ; ainsi que les émissions polluantes liées à la combustion de ces combustibles.

Les résultats détaillés sont disponibles dans les articles et thèses publiées dans le cadre du projet. Tout au long du projet et encore aujourd’hui, des conférences tout public sont basées sur les résultats du projet pour illustrer les enjeux et contraintes de la transition énergétique en Belgique.