Le Japon à la recherche d'un équilibre énergétique

Des conditions géographiques atypiques

Le « pays du Soleil levant » est un archipel de près de 7 000 îles et îlots, dont les quatre plus grandes îles (Honshù, Hokkaidô, Kyùshù et Shikoku) représentent 97 % de la superficie totale. Ses 127 millions d’habitants, concentrés sur les étroites plaines littorales, lui assurent le 10^e rang mondial, même si le pays est en déclin démographique. Le Grand Tokyo est la plus grande métropole du monde, avec plus de 30 millions d’habitants.

Le Japon est une zone volcanique, située sur la « ceinture de feu du Pacifique » à la rencontre de plusieurs plaques tectoniquesLes plaques tectoniques (ou plaques lithosphériques) sont des fragments de lithosphère (croûte continentale et partie supérieure du manteau)... . Cette configuration géologique a pour conséquence une quasi absence de ressources en énergies fossiles. Elle est aussi à l’origine de fréquents mouvements sismiques, certains très destructeurs, qui menacent les vies et perturbent les réseaux électriques et les installations industrielles.

Le pays dispose du 3^e PIB mondial, avec une puissante industrie, surtout dans les secteurs de pointe comme l’automobile ou l’électronique. La consommation d’énergie primaireL’énergie primaire désigne l’ensemble des sources d’énergie non transformées, c’est-à-dire à l’état naturel... par habitant est comparable à celle de l’Europe et, du fait de l’importance de la population, le Japon est un grand consommateur et importateur d’énergie : en 2014, le Japon a importé 94 % de son énergie primaire. Il est le troisième plus gros producteur d’électricité au monde, derrière la Chine et les États-Unis. La consommation électrique par habitant dépasse 7 800 kWh, contre 7 000 environ en Allemagne et en France et 13 000 kWh aux États-Unis¹.

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Les deux orientations : nucléaire, énergies renouvelables

Ces défis énergétiques ont conduit le Japon à s’investir très tôt dans la recherche d’énergies nouvelles. La construction du parc nucléaire a commencé au tout début des années 1970. Dès le premier choc pétrolierUn choc pétrolier est causé par une pénurie de pétrole réelle, anticipée ou spéculative... de 1973, le Japon a lancé des programmes de recherche sur l’utilisation de l’hydrogèneL'hydrogène est l'atome le plus simple et le plus léger. C'est l'élément de très loin le plus abondant de l’univers. (voir le décryptage « Une approche globale des applications de l’hydrogène ») et sur le solaire. Dès 1994, la filière photovoltaïque avait atteint un stade de déploiement massif.

L’accident de la centrale nucléaireInstallation industrielle permettant de mettre en œuvre de manière contrôlée la fission de noyaux atomiques pour produire de la chaleur... de Fukushima (voir encadré ci-dessous) a relancé l’incertitude sur l’équilibre énergétique. Avant cet accident, l’électricité était produite à parts quasi égales par le gaz (30 %), le nucléaire (27 %) et le charbon (25 %). Après l’arrêt quasi-total du nucléaire, la part du gaz est montée à 42 % et celle du charbon à 30 %. Le Japon a même dû augmenter de 7 à 14 % la part de l’électricité produite avec du fuel.

Cette situation a eu de profondes conséquences :

• une très forte augmentation des importations en charbon et en hydrocarburesLes hydrocarbures sont des composés chimiques dont les molécules sont constituées d'atomes de carbone et d'hydrogène... , multipliant par 4 le déficit commercial du pays entre 2011 et 2014 ;
• une augmentation autour de 20 % des factures d’électricité des ménages et surtout des entreprises, diminuant ainsi la compétitivité de l’économie japonaise ;
• une augmentation des émissions de CO₂Dioxyde de carbone. Avec la vapeur d'eau, c’est le principal gaz à effet de serre (GES) de l'atmosphère terrestre... estimée à plus de 10 % depuis l’accident de Fukushima.

Un plan stratégique pour l’énergie (Strategic Energy Plan) a fixé de nouveaux objectifs, avec une prévision de 20 % pour le nucléaire et de 24 % pour les énergies renouvelablesOn appelle énergie renouvelable une source d'énergie dont le renouvellement naturel est immédiat ou très rapide... (ENR) dans le mix électriqueLe mix électrique représente les proportions de chacune des filières de production électrique : nucléaire, thermique... . Le débat n’est toutefois pas définitivement clos entre ceux qui veulent relancer le nucléaire (le « village nucléaire », ainsi qu’on désigne ce lobby au Japon) et ceux qui souhaitent aller beaucoup plus loin dans le sens d’une société fondée sur les ENR et l’hydrogène².

Les contraintes des énergies renouvelables

Le passage de 13 % à 24 % de la part des ENR dans la production d'électricité entre 2013 et 2030 est aussi un défi. Il prévoit une légère augmentation de l’énergie hydroélectrique (+10 %), une forte augmentation de l’exploitation de la biomasseDans le domaine de l'énergie, la biomasse se définit par l'ensemble des matières organiques d'origine végétale ou animale... (+200 %), de la géothermieLe terme géothermie désigne à la fois la science qui étudie les phénomènes thermiques internes au globe terrestre... et de l’éolien (+300 %) et surtout du solaire photovoltaïque (+600 %)³.

La géographie du Japon n’est pas très propice aux parcs éoliens. Mais le secteur mise sur l’innovation en matière d’éoliennes off-shore flottantes. Une première a été installée au large de Fukushima en novembre 2013 pour une puissanceEn physique, la puissance représente la quantité d'énergie fournie par un système par unité de temps... de 2 MW. Deux autres de 7 MW chacune ont suivi.

Le Japon a longtemps été, avant même l’Allemagne, le leader mondial du solaire photovoltaïque. Dès 1994, les autorités avaient mis en place un dispositif de soutien à la filière en favorisant les installations sur les toits des bâtiments.

Le « Residential PV System Dissemination Program » avait abouti à l’installation de 70 000 toits solaires en 2000. Après l’accident de Fukushima en 2012, de nouveaux dispositifs de soutien, fondés sur des tarifs d'achat très attractifs, ont relancé à la fois les installations dans le secteur résidentiel et les parcs de grande puissance. Grâce à ces nouvelles incitations, 900 000 foyers supplémentaires se sont convertis à cette forme d’énergie (pour un total de 27 millions de maisons individuelles au Japon). D’autre part, la rareté de l’espace a conduit à des innovations originales comme la construction de centrales solaires flottantes telles que celle du projet de 1,7 MW sur le lac Nishihira.

L’intégration de l’électricité renouvelable dans les réseaux est en outre un casse-tête. Depuis la fin du XIX^e siècle, le système électrique fonctionne avec deux fréquences différentes (50 Hz au nord et 60 Hz au sud), et donc deux voltages (110 et 220 V). En outre, dix compagnies électriques gèrent les réseaux.

Les objectifs en matière d’émissions

Les deux orientations vers lesquelles le Japon regarde (nucléaire et renouvelables) signifient un progrès en matière d’objectifs d’émissions de gaz à effet de serrePhénomène naturel permettant un accroissement de la température de l'atmosphère d'une planète grâce à la présence de certains gaz... . En 2010, le Japon avait refusé de s'associer à une seconde période du protocole de KyotoLe Protocole de Kyoto est un traité international organisé dans le cadre de la Convention-cadre des Nations unies sur les changements climatiques... , faisant valoir que les États-Unis et la Chine n’en faisaient pas partie. La courbe de réduction avait été nettement perturbée par l’arrêt du nucléaire après Fukushima et le recours accru aux énergies fossiles. Au moment de l’accord de Paris, en décembre 2015, le Japon s’est formellement engagé à réduire ses émissions de 26 % d’ici à 2030 par rapport au niveau record de 2013 (soit 18 % par rapport au niveau de 1990, la référence retenue par l’Europe).

Sources :

(1) Source AIE (en anglais uniquement) et Banque mondiale

(2) Académie de géopolitique

(3) Étude de l’ambassade de France au Japon