Cet article a été rédigé par Marie-Charlotte Guetlein, professeur d’économie, Grenoble École de Management (GEM) du site theconversation.com

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Intervention sur un disjoncteur de circuit à moyenne tension, un appareillage électrique utilisant du gaz SF6. Shutterstock

Vous saviez sans doute que nous sommes entourés d’appareillages électriques (disjoncteurs, interrupteurs…) dont l’objectif est de protéger nos réseaux de distribution. Mais saviez-vous qu’une grande partie de ces dispositifs, principalement utilisés dans le système de transport et de distribution d’électricité et dans les installations commerciales ou industrielles, intègrent le plus puissant des gaz à effet de serre, l’hexafluorure de soufre (SF6) ? Heureusement, les fuites et les accidents sont rares.

Le volume de SF6 utilisé dans les réseaux d’alimentation électrique soulève toutefois des préoccupations environnementales, d’autant que sa présence devrait s’intensifier avec l’extension du réseau électrique et l’intégration croissante des énergies renouvelables.

Existe-t-il des alternatives efficaces au SF6 ? La réglementation entraînera-t-elle une diminution de son utilisation dans un avenir proche ?

Pour répondre à ces questions, nous avons utilisé les résultats de notre récente étude empirique sur l’impact environnemental et socio-économique du SF6 et de ses alternatives.

Notre étude se focalise sur le secteur de la moyenne tension (MT) où les alternatives sont plus avancées et devraient gagner du terrain plus rapidement que dans le secteur de la haute tension.

Le gaz SF6 dans les équipements électriques. (Schneider Electric France/Youtube, 2020).

Le plus puissant des gaz à effet de serre

Avec un impact de réchauffement climatique plus de 23 000 fois supérieur à celui du CO2, et une durée de vie atmosphérique de 3200 ans, le SF6 est le gaz à effet de serre (GES) le plus nocif. Sans surprise, le protocole de Kyoto le liste parmi les six GES pour lesquels les usages doivent être restreints (avec le CO2, CH4, N2O, HFC et PFC).

Pouvoir réchauffant pour les différents gaz à effet de serre sur une période de 100 ans. GWP100 — IPCC 2014

Malgré cela, le SF6 est largement utilisé dans l’industrie électrique en raison de ses excellentes propriétés techniques : on l’emploie depuis les années 1950 en Europe et dans le monde pour ses capacités d’isolant et de coupure d’arc électrique au sein des équipements de moyenne et haute tension.

L’un de ses principaux atouts réside dans la compacité qu’il apporte aux équipements de moyenne tension (notamment par rapport aux autres isolants employant par exemple de l’air), critère particulièrement important dans les zones urbaines où l’espace est limité.

« L’appareillage moyenne tension » est un terme général qui désigne les dispositifs de protection et de coupure : il s’agit d’une combinaison d’équipements de contrôle, de mesure, de protection et de régulation. Ils sont présents dans tout le système de transport et de distribution d’électricité.

Considérée comme rentable et performante, la technologie SF6 joue un rôle important pour la fiabilité des réseaux de transport et de distribution d’électricité en Europe. Ce sont ces réseaux qui se trouvent au cœur de la transition énergétique.

La Commission européenne garde un œil sur le SF6

La réglementation européenne sur le gaz fluorés interdit l’utilisation du SF6 dans les applications non électriques, mais pas dans les appareillages moyenne tension.

Aujourd’hui, environ deux tiers des 15 millions d’unités fonctionnelles d’appareillage de moyenne tension installées en Europe (UE28) utilisent du SF6. La dernière révision, en 2014, de cette réglementation considérait qu’il n’existait pas d’alternative rentable et fiable. Dans le secteur de la moyenne tension, cette situation évolue lentement.

Au vu des progrès technologiques dans le domaine, la Commission européenne s’est engagée à publier dans les mois qui viennent un rapport et des recommandations réévaluant la disponibilité des alternatives au SF6 dans les appareillages moyenne tension.

Sur la base de ce rapport, la Commission pourrait suggérer des modifications de l’actuelle réglementation, notamment une élimination progressive du recours à ce gaz.

Les utilisateurs adopteront-t-ils des alternatives ?

Aujourd’hui, il existe différentes alternatives au SF6 pour les appareillages moyenne tension. Pourtant, les utilisateurs – distributeurs d’électricité, sites industriels, secteur tertiaire et infrastructure – semblent réticents à les adopter.

Dans un tel contexte, nous avons mené une enquête à grande échelle pour mieux comprendre les critères d’achat (techniques, économiques et environnementaux) des utilisateurs.

Les participants à l’enquête ont été sélectionnés parmi des représentants d’entreprises ayant des connaissances sur les appareillages électriques MT. L’enquête a été complétée de manière anonyme par un total de 443 participants dans cinq pays européens entre novembre 2019 et janvier 2020.

Nos résultats révèlent que les utilisateurs anticipent d’ici trois ans une diminution de l’utilisation du SF6. Cependant, la technologie qui le remplacera demeure encore incertaine. Les alternatives actuellement disponibles ne sont pas attrayantes pour de nombreux clients potentiels, principalement parce qu’ils estiment qu’elles prendront trop de place, sont ou seront trop chères, qu’il n’y a pas de fournisseurs fiables.

Résultats de l’enquête à la question : « Selon vous, quelles sont les principales raisons incitant votre entreprise à utiliser une technologie avec du SF6 ? Vous pouvez sélectionner 5 raisons maximum ».. Guetlein/Sebi, CC BY-NC-ND

La diminution envisagée d’utilisation du SF6 dans ces appareillages pourrait survenir principalement grâce à des actions politiques : une majorité de 54 % des participants indique que les politiques et les réglementations sont les principales raisons qui pousseraient leur entreprise à adopter des alternatives sans SF6.

Plus précisément, ils considèrent que des incitations financières (comme les subventions) et une interdiction complète du SF6 seraient les plus utiles pour promouvoir les appareillages électriques moyenne tension sans SF6.

Payer pour des appareillages plus écologiques

Selon les personnes interrogées, un prix d’achat plus élevé serait l’un des principaux obstacles à l’adoption d’une alternative sans SF6.

En même temps, les participants semblent prêts à payer plus cher pour des options respectueuses de l’environnement – en moyenne jusqu’à 20 % de plus par rapport au prix d’achat habituel. Le respect environnemental a par ailleurs été identifié comme l’un des critères d’achat les plus importants pour les appareillages MT.

Tout cela indique que les utilisateurs seraient prêts à opter pour des solutions de rechange sans SF6 – donc plus écologiques – bien que des obstacles subsistent.

Un label et des décisions politiques

Au vu de ces résultats, la mise en place d’un label contribuerait à accélérer l’adoption de technologies alternatives ; d’autant que notre enquête montre un réel intérêt de la part des utilisateurs concernant les aspects environnementaux. Ce label pourrait comporter, par exemple, une évaluation de l’impact environnemental du produit ou être utilisé pour certifier ces appareillages sans gaz fluoré.

Pour être largement adoptées, les alternatives sans SF6 doivent non seulement répondre à des exigences environnementales mais aussi techniques et économiques.

Compte tenu de ces contraintes, il semble peu probable que les forces du marché suffisent à elles seules pour que la majorité des utilisateurs d’appareillages MT se tournent vers des technologies de substitution dans un avenir proche.

Un label pourrait soutenir cette transition, mais des interventions politiques plus drastiques sont probablement nécessaires. Si les volumes de production des produits de substitution restent faibles et leurs prix élevés, des incitations financières ciblant les utilisateurs pourraient stimuler leur adoption.

Enfin, un bannissement progressif du SF6 dans les appareillages MT pousserait inévitablement les fabricants et les utilisateurs vers des solutions de remplacement.

The Conversation

Pour réaliser l’enquête et les travaux de recherche évoqués dans cet article, Marie-Charlotte Guetlein a reçu des financements de la part de grands acteurs du management de l’énergie électrique, Schneider Electric et Siemens.

Pour réaliser l’enquête et les travaux de recherche évoqués dans cet article, Carine Sebi a reçu des financements de la part de grands acteurs du management de l’énergie électrique, Schneider Electric et Siemens.

 

 

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