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Les énergies renouvelables en Afrique (1)

La situation des filières renouvelables

Ayago WAMBILE, Stephen KAREKEZI, John KIMANI

04 / 2007

Les énergies renouvelables

L’Afrique est dotée d’importantes ressources en énergies renouvelables et beaucoup d’entre elles ont été diffusées avec des taux de réussite variables. La région dispose de potentiels d’hydraulique, de géothermie, de biomasse, de solaire et d’éolien importants. Ces vastes potentiels sont encore largement inexploités. Un certain nombre de technologies d’énergies renouvelables (TER) peuvent couvrir une partie des besoins en énergie des pays africains tout en apportant des avantages supplémentaires. Les TER, par exemple, exigent moins de capitaux que les grands systèmes énergétiques conventionnels. Les TER sont en outre modulaires (et donc mieux adaptées aux contraintes d’investissement de nombreux pays de l’Afrique subsaharienne) et peuvent permettre de réduire les coûteuses importations de combustibles fossiles.

Le potentiel des ressources en énergies renouvelables en Afrique (particulièrement pour les applications électriques) est loin d’être pleinement exploité, essentiellement en raison du faible intérêt politique qu’elles suscitent et des niveaux d’investissement exigés. Les estimations provenant d’études récentes de l’AFREPREN/FWD indiquent par ailleurs qu’une proportion significative de la production électrique actuelle dans 16 pays de l’Afrique orientale et méridionale pourrait être couverte par une cogénération utilisant la bagasse dans l’industrie sucrière. Ces technologies renouvelables et d’autres pourraient apporter une contribution significative et jouer un rôle d’importance croissante dans l’amélioration de la sécurité énergétique et de l’accès à des services énergétiques modernes, tout en renforçant le développement du secteur de l’énergie en Afrique.

Mais, même si les estimations théoriques du potentiel technique des énergies renouvelables en Afrique sont très élevées, les décideurs devraient adopter une approche pragmatique et privilégier les potentiels qui peuvent être exploités en recourant aux technologies parfaitement éprouvées et commercialement viables qui sont compétitives par rapport aux options conventionnelles. Leur proportion n’est pas négligeable et peut fournir de façon économique 10 à 20 % de l’approvisionnement en électricité dans certains pays africains. À ce niveau, les renouvelables peuvent offrir des opportunités de réduction du profil de risque du bouquet énergétique national des pays africains, diminuer la pollution de l’air au niveau local et régional, et développer l’accessibilité à des services énergétiques propres pour les particuliers et les entreprises. Mais, du fait des problèmes urgents liés à la pauvreté, qui se conjuguent à des émissions très faibles de gaz à effet de serre (GES), la promotion des énergies renouvelables en Afrique dans une perspective de protection du climat ne trouve pas d’écho auprès des décideurs et manque de rationalité scientifique. L’argumentaire qui remporte le plus souvent l’adhésion est celui qui s’appuie sur des éléments empiriques solides, basés sur les avantages des renouvelables en termes de réduction des risques vis-à-vis des pénuries d’électricité hydraulique liées à la sécheresse et à la flambée des prix du pétrole.

Même si elles n’offrent pas des justifications aussi convaincantes, d’autres raisons militent en faveur de la promotion des énergies renouvelables : création d’emploi / de revenus et d’entreprises par une utilisation des renouvelables dans les secteurs de l’agroalimentaire / foresterie, avantages environnementaux locaux au niveau des ménages (réduction de la pollution de l’air intérieur liée à l’utilisation de cuisinières à biocombustibles), approvisionnement en énergie à partir des renouvelables à des institutions rurales isolées qui assurent des fonctions essentielles au niveau médical (dispensaires, hôpitaux et vaccination), éducatif (écoles secondaires avec internat) et religieux (centres de missions).

La situation des filières renouvelables en Afrique

La grande hydraulique

Les ressources hydrauliques à elles seules peuvent couvrir tous les besoins en électricité de l’Afrique. Toutefois, à peine 7 % du potentiel de la grande hydraulique techniquement exploitable a été aménagé. De ce fait, la part de l’hydraulique dans la production d’électricité totale reste assez faible (figure 1).

Figure 1 : Origine de la production en électricité en Afrique (la part de géothermique, de l’éolien et du solaire est négligeable)

Origine de la production en électricité en Afrique

La capacité hydraulique totale installée en Afrique était d’environ 20,3 GW en 2001 et la production d’environ 76 000 GWh/an. Environ 23 % étaient situés en Afrique du Nord, 25 % en Afrique de l’Ouest et les 51 % restants en Afrique méridionale, centrale et orientale. À cette date, la contribution de l’hydraulique dépassait 50 % de l’électricité dans 25 pays, et plus de 80 % en Angola, au Burundi, au Bénin, au Cameroun, en République Centrafricaine, en République démocratique du Congo (RDC), en Éthiopie, au Kenya, en Guinée, au Lesotho, au Congo Brazzaville, au Malawi, au Mozambique, en Namibie, au Rwanda, en Tanzanie, en Ouganda et en Zambie.

Le développement de la grande hydraulique est l’une des questions les plus controversées dans le secteur de l’énergie en Afrique entre ceux qui soutiennent sans réserve le développement de la grande hydraulique en mettant en avant l’important potentiel de l’Afrique ; ceux qui soutiennent en partie le développement de l’hydraulique mais sont inquiets de la dépendance excessive de nombreux pays africains vis-à-vis de la production hydroélectrique, qui les rend vulnérables face à la sécheresse (1) ; et enfin ceux qui s’opposent de façon virulente au développement de la grande hydraulique en mettant en avant ses conséquences écologiques et socio-économiques négatives (le déplacement des communautés locales, la dégradation de l’environnement et le détournement de l’eau d’irrigation).

Actuellement, les réseaux continuent d’être dominés par l’hydraulique dans la plupart de ces pays. Comme on l’a noté plus haut, la dépendance vis-à-vis de l’hydraulique entraîne des difficultés en matière de sécurité énergétique. La sécheresse est à l’origine d’une pénurie de capacité de production qui s’accompagne de conséquences économiques négatives. En 2006, par exemple, la Tanzanie, l’Ouganda et le Rwanda ont tous été confrontés à une perturbation importante de l’approvisionnement en électricité provoquée par la sécheresse, qui s’est traduite par une baisse de 2 mètres, spectaculaire et sans précédent, du niveau du lac Victoria (le plus grand lac africain et la principale ressource énergétique de l’Ouganda). Cette modification se maintient et a contribué à la fermeture de plus d’un tiers de la capacité hydraulique installée en Ouganda, et au lancement de programmes de délestage de 12 heures. Un tel rationnement entraîne des coûts économiques très élevés et met en lumière la nécessité d’un développement diversifié des moyens de production d’électricité qui intègre, outre la grande hydraulique, la petite hydraulique, la géothermie, la cogénération, le gaz naturel et le charbon.

La petite hydraulique

Il s’agit d’une technique très fiable, au bilan solide, bien adaptée aux zones rurales situées en dehors du réseau électrique principal et multi-usage (production d’énergie, irrigation, approvisionnement en eau). Une grande partie du potentiel inexploité de la petite hydraulique se trouve dans des régions isolées de l’Afrique. Les régions orientales et méridionales de l’Afrique disposent de rivières et cours d’eau permanents qui offrent un excellent potentiel d’aménagement hydraulique. Toutefois, le recours à la petite hydraulique est encore très faible dans la région.

L’énergie solaire

L’énergie solaire, pour la production de chaleur et d’électricité, est la technologie d’énergie renouvelable la mieux connue en Afrique. Elle est utilisée depuis très longtemps pour sécher les peaux des animaux et les vêtements, conserver la viande, sécher le produit des récoltes et évaporer l’eau de mer pour extraire le sel.

À petite échelle, elle est utilisée par les particuliers pour l’éclairage, la cuisine, les chauffe-eau et les maisons solaires. Les projets de taille moyenne portent sur l’eau chaude dans les hôtels et l’irrigation. Au niveau communautaire, elle est utilisée pour la réfrigération des vaccins, le pompage et l’épuration de l’eau, et l’électrification rurale. À plus grande échelle, elle est utilisée pour la production électrique (à titre expérimental) et les télécommunications.

La promotion du solaire photovoltaïque (PV) a été très importante dans la région, et presque chaque pays de l’Afrique subsaharienne dispose d’un grand projet PV. Il apparaît néanmoins de plus en plus clairement que les projets de solaire photovoltaïque domestiques dans la région ont essentiellement bénéficié aux segments de populations à hauts revenus, du fait du coût élevé de ces équipements. La majorité de la population africaine ne peut s’offrir du solaire PV pour son domicile. Toutefois, il s’est avéré efficace pour les télécommunications, la réfrigération dans la chaîne vaccinale et des applications institutionnelles dans des régions rurales isolées.

Les technologies solaires thermiques qui ont été diffusées en Afrique concernent des chauffe-eau solaires, des cuisinières solaires, des distillateurs solaires et des séchoirs solaires. Avec une amélioration du rendement et une baisse de leur coût, les petits chauffe-eau solaires ont une période d’amortissement de 3 à 5 ans. Toutefois, la diffusion de ces systèmes a été plus lente que prévu. Dans certains pays en développement en effet, les chauffe-eau solaires ont des difficultés à être compétitifs du fait du subventionnement du GPL (voir Chauffe-eau solaires en Tunisie : le programme PROSOL).

En Afrique subsaharienne, peu de données agrégées ont été réunies sur la diffusion de ces systèmes. Les données disponibles proviennent d’un petit nombre d’études nationales. Au Botswana, par exemple, environ 15000 chauffe-eau solaires domestiques ont été installés. Environ 4 000 chauffe-eau solaires sont utilisés au Zimbabwe.

L’énergie éolienne

Une grande partie de l’Afrique est à cheval sur les zones équatoriales et tropicales du globe, et seules les régions du nord et du sud bénéficient du régime des vents d’ouest des latitudes tempérées. Aussi, les vitesses de vent sont généralement faibles dans beaucoup de pays de l’Afrique subsaharienne, particulièrement dans les pays enclavés. L’Afrique du Sud, l’Afrique du Nord et le littoral de la Mer Rouge (et de façon inattendue, une partie du Tchad et du Nord du Kenya) disposent de certains des meilleurs potentiels éoliens de la région. Des projets de production éolienne à grande échelle destinés à exploiter cette ressource énergétique abondante sont en cours de développement au Maroc, en Égypte et en Afrique du Sud (voir les articles concernant le Maroc : L’énergie éolienne au Maroc, La filière éolienne au Maroc). Cependant, la capacité éolienne en exploitation reste très faible comparée aux 75000 MW installés au niveau mondial. L’éolien se heurte également au faible niveau des compétences techniques et à un manque de prise de conscience du potentiel qu’il représente. De ce fait, à l’exception de l’Afrique du Nord, peu de projets ont été entrepris en Afrique, et l’expérience de l’éolien pour une production électrique raccordée au réseau ou l’alimentation d’un mini-réseau reste limitée.

La plupart des éoliennes d’Afrique orientale ou méridionale sont utilisées pour le pompage de l’eau plutôt que pour la production d’électricité. L’Afrique du Sud et la Namibie possèdent un grand nombre de pompes éoliennes (300 000 équipements en fonctionnement en Afrique du Sud).

L’énergie de la biomasse

L’énergie produite à partir de la biomasse représente la majeure partie de l’approvisionnement final total de l’Afrique. Il est toutefois important de noter que les données sur la biomasse en Afrique sont particulièrement problématiques. La plupart des pays ne disposent pas de bases de données fiables et actualisées sur l’énergie, tout spécialement en ce qui concerne la biomasse (2). Les estimations disponibles indiquent que la biomasse constituait 58 % de la consommation énergétique finale en Afrique en 2002 (AIE, 2004). Selon la même source, en 2002, la biomasse représentait 49 % de la fourniture totale en énergie primaire. Bien qu’elle ait connu une baisse de sa part relative dans l’approvisionnement total en énergie primaire en l’espace de 30 ans (de 62 à 49 %), la biomasse joue encore un rôle dominant dans le secteur énergétique africain. La forte dépendance vis-à-vis de la biomasse est particulièrement visible en Afrique subsaharienne, où elle représente 70 à 90 % de l’approvisionnement en énergie primaire dans certains pays et, selon les estimations, 86 % de la consommation énergétique. La majeure partie de l’énergie de la biomasse utilisée en Afrique subsaharienne est la biomasse traditionnelle.

Tableau 1 : Approvisionnement total en énergie finale en Afrique, biomasse comprise

 2020Taux de croissance annuel (%) 2002-2020
 Biomasse (Mtep)Part de la biomasse dans l’approvisionnement total (%)Biomasse
Afrique367431,9
Total pays en développement1127181,1
Monde1428101,4

Source : AIE, 2004 in Karekezi et al., 2005

Cette dépendance (pour les utilisations non électriques) en Afrique ne devrait pas évoluer dans un avenir proche, étant donné la stagnation (et quelquefois la baisse) des revenus nationaux par habitant et la faible progression de l’utilisation des énergies conventionnelles. Le nombre absolu des personnes dépendant de l’énergie de la biomasse en Afrique devrait augmenter entre 2000 et 2030, passant de 583 millions à 823 millions, soit une augmentation d’environ 27 %.

Généralement, plus le pays est pauvre, plus nette est sa dépendance vis-à-vis des ressources en biomasse traditionnelle. L’utilisation de la biomasse traditionnelle présente de sérieux inconvénients pour l’environnement. La pollution de l’air intérieur résultant de cuisinières à biocombustible sans conduit de cheminée constitue un facteur essentiel de maladies respiratoires dans des régions montagneuses de l’Afrique subsaharienne. Le recours à la biomasse (particulièrement sous forme de charbon de bois) favorise aussi la dégradation des terres.

Utilisation de la biomasse à petite échelle

Au cours des 20 dernières années, des efforts importants ont été faits pour moderniser les systèmes d’utilisation de la biomasse à petite échelle : mise au point d’un four à carboniser à haut rendement et d’une cuisinière améliorée respectant l’environnement pour les ménages ruraux et urbains en Afrique subsaharienne. Ces deux initiatives ont apporté des avantages significatifs aux populations pauvres urbaines et rurales. Les cuisinières améliorées proviennent pour la plupart du secteur informel, qui fournit un emploi aux pauvres des villes. Les efforts visant à améliorer et à moderniser la biomasse à petite échelle représentent une composante importante des stratégies énergétiques nationales dans de nombreux pays de l’Afrique subsaharienne et pourraient potentiellement aboutir à des avantages considérables pour les pauvres des zones urbaines et des zones rurales.

Le biogaz est une autre technologie d’utilisation à petite échelle de la biomasse qui a suscité un intérêt considérable au cours des trente dernières années. D’un point de vue conceptuel, la technologie du biogaz semble simple. La viabilité technique de cette technologie a été prouvée à maintes reprises dans de nombreux essais sur le terrain et des projets pilotes. Néanmoins, plusieurs problèmes sont survenus quand une diffusion massive a été tentée, ce qui a entraîné des taux de diffusion du biogaz relativement faibles. Il existe aujourd’hui un consensus général sur le fait que les installations combinées fosse septique/biogaz qui sont gérées par des institutions comme des écoles et des hôpitaux sont plus viables que des petits digesteurs anaérobies.

Utilisation de la biomasse à grande échelle (cogénération)

Elle englobe la combustion directe pour la chaleur industrielle, la production d’éthanol, la gazéification, la cogénération chaleur/électricité, la production de biogaz, le briquetage et la production d’électricité. C’est une ressource énergétique importante dans la région. L’exploitation efficace des déchets agricoles existants offre un potentiel important de développement de l’énergie de la biomasse sans introduire de perturbation excessive dans les pratiques agricoles et la production alimentaire ni nécessiter la mise en production de nouvelles terres. Parmi les résidus de culture les plus courants et les plus adaptés figurent la bagasse de canne à sucre, les déchets de sisal, les parches de café, les balles de riz, les rafles de maïs et les feuilles de bananier. À la différence de beaucoup d’autres résidus de culture, ces déchets sont produits au cours des opérations de transformation et sont rarement remis sur les terrains. Par conséquent, l’utilisation de ces déchets agricoles pour la production d’énergie ne devrait pas avoir d’impact négatif sur la gestion des sols et la production alimentaire et pourrait constituer une source de revenus complémentaires pour les plus pauvres.

Les grands systèmes de production énergétique à base de biomasse les mieux connus, avec un bilan économique solide, sont les installations de cogénération utilisant la biomasse comme combustible d’alimentation et la production d’éthanol comme substitut au pétrole. Diverses formes de biomasse peuvent être utilisées pour alimenter l’installation, notamment la bagasse (résidus de canne à sucre) provenant des industries sucrières et des déchets des industries du papier, du bois de palme et du riz.

La cogénération offre d’importantes possibilités de production d’électricité et/ou de chaleur, avec des investissements en capitaux limités, tout en évitant les effets environnementaux négatifs d’une utilisation accrue des combustibles fossiles. Les industries peuvent être situées dans des zones isolées qui ne sont pas raccordées au réseau électrique. L’électricité excédentaire peut être mise à disposition d’autres usagers par le biais de mini-réseaux. La vente du surplus de production à la compagnie électrique nationale permet d’augmenter les revenus des industries proches du réseau.

Les estimations montrent que plusieurs pays d’Afrique orientale et méridionale pourraient couvrir une grande partie de leur consommation électrique actuelle au moyen de la cogénération à partir de la bagasse dans l’industrie sucrière (voir tableau 2). L’île Maurice fournit un excellent exemple et couvre près de 40 % de sa demande électrique grâce à la cogénération (environ la moitié de l’électricité produite par cogénération provient de la bagasse).

L’industrie sucrière est une importante utilisatrice de la cogénération. Au début de l’année 2000, la cogénération dans les raffineries de sucre au niveau mondial avait presque atteint une capacité de 1 100 MW, auxquels s’ajoutaient 450 MW en construction. La plupart des aménagements sont enregistrés en Inde et sur l’île Maurice.

La géothermie

Il existe un énorme potentiel géothermique en Afrique, mais cette énergie exige des investissements initiaux très élevés. Elle présente l’avantage de ne pratiquement pas générer d’émissions et n’exige que très peu de surface par unité d’énergie produite.

En utilisant la technologie actuelle, l’Afrique a la possibilité de produire 9 000 MW d’électricité (sans compter le potentiel en termes de pompes à chaleur géothermique) à partir de l’énergie géothermique (BCSE, 2003). Sur ce potentiel géothermique, seulement 127 MW ont été exploités au Kenya et moins de 2 MW en Éthiopie. Mais au Kenya, une étude de faisabilité réalisée pour évaluer le potentiel de production électrique d’Olkaria a établi que le champ géothermique couvrait 80 km2 avec suffisamment de vapeur pour produire 200 TWh/an. La zone actuelle, qui couvre 11 km2 a suffisamment de vapeur pour fournir 3,5 TWh/an.

Tableau 2 : Potentiel de la cogénération (bagasse) en Afrique orientale et méridionale

PaysCapacité installée nationale de production électrique de toutes origines (MW), 2004Potentiel cogén., 82 barsPotentiel cogén. En % du total de la capacité installée nationale de production électrique (toutes sources)
Éthiopie72630,94,3 %
Kenya1143159,213,9 %
Malawi23856,523,7 %
Soudan755156,920,8 %
Swaziland128185,0144,5 %
Tanzanie88197,811,1 %
Ouganda30346,015,2 %
Total4174732,417,5 %

Sources : Deepchand, 2002 ; Karekezi et Kimani, 2002. www.eia.doe.gov/…

 

 

Lire la suite de cette fiche : Les succès et les limites des filières renouvelables

 

(1) Ce second groupe approuve une définition plus large de l’hydraulique, qui englobe la petite hydraulique et la micro-hydraulique, et encourage une approche plus diversifiée dans le développement du secteur électrique de l’Afrique.
(2) L’AIE juge que les données sur le secteur de la biomasse énergétique en Afrique sont de mauvaise qualité (AIE, 2003). Il est urgent de redoubler d’efforts pour améliorer les bases de données sur la biomasse énergétique dans la région.

Mots-clés

énergie renouvelable, production d’énergie


, Afrique

dossier

Énergies renouvelables, développement et environnement : discours, réalités et perspectives (Les Cahiers de Global Chance n°23, avril 2007 en coédition avec Liaison Énergie-Francophonie)

Notes

Traduction de Jean-Luc Thierry

Stephen Karekezi : Directeur du Réseau de recherche sur la politique énergétique en Afrique (AFREPREN : www.afrepen.org) ainsi que Secrétaire exécutif de la Fondation pour la dissémination des fours à bois (FWD), à Nairobi.

John Kimani : Gestionnaire supérieur de programme et spécialiste du secteur de l’énergie au secrétariat du AFREPREN/FWD à Nairobi. Il s’intéresse à la recherche en politique énergétique (énergies renouvelables et applications électriques) et connaît à fond le secteur de l’énergie de plusieurs pays de l’est et du sud de l’Afrique.

Ayago Wambile : Chargé de projet du programme de recherche au secrétariat du AFREPREN/FWD à Nairobi. Il collabore actuellement à la gestion et au compte rendu des projets, et prépare les rapports nationaux et régionaux. De plus, il vérifie par recoupement les données traitant des enjeux de la réforme du secteur de l’énergie en Afrique.

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