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Le marché des énergies renouvelables au Japon

Notes sectorielles  | 

Suite à la flambée des prix du pétrole en 1973 et 1981 le Japon a privilégié la diversification des ressources avec un accent particulier sur le nucléaire. L’accident de Fukushima en 2011 a bouleversé cette organisation.
A l’heure actuelle, le Japon n’a toujours pas redéfini de politique énergétique claire. Trois priorités émergent cependant : sécurité énergétique, efficacité énergétique et sécurité écologique. Les deux premières, soutenues par les principaux opérateurs électrique du pays et leurs clients supposent la reprise d’une politique pro-nucléaire. La troisième, soutenue par les entrepreneurs et par la majorité de la population, suppose une croissance des énergies renouvelables.


État des lieux depuis mars 2011

Avant l'accident de Fukushima, l'énergie atomique assurait 30 % de la production nationale d’électricité. Aujourd’hui, 2 tranches seulement (sur un parc qui en compte 50) sont en activité dans l’Archipel, réduisant la part de l’électricité provenant du nucléaire à 1,2%. Des centrales thermiques, fonctionnant au charbon ou au pétrole, ont pris le relais des centrales nucléaires à l’arrêt. Mais le Japon ne possède aucune de ces ressources et doit les importer massivement. L’utilisation de ces énergies fossiles remet aujourd’hui en cause les objectifs de réduction des émissions de gaz à effet de serre établis par les Japonais. À l'heure actuelle, le solaire, l'éolien, la géothermie et la biomasse ne couvrent que 2 % des besoins en énergie du pays. L'hydraulique répond qu’à 9% de ces besoins. Le nombre d’initiatives visant à faire augmenter ces proportions est important depuis mars 2011.

 



Mais elles ne datent pas de l’accident de Fukushima. En 2010, le Japon avait établi l’objectif de faire passer la proportion d’énergies renouvelables à 20% dans le mix énergétique de 2030. Ce seuil a été réduit à 2020 en 2012. Si un ensemble de nouvelles mesures favorisent les innovations dans ce domaine, les spécialistes s’accordent sur le fait que ces objectifs restent ambitieux.

Les problèmes posés par l’augmentation du recours à des énergies renouvelables sont essentiellement d’ordre géographique et environnemental. Le Japon dispose de peu de place et la construction de parcs solaires ou de champs d’éoliennes par exemple ne peut se faire sans heurter un environnement déjà très sollicité.

Depuis le 1er juillet 2012, une loi oblige néanmoins les opérateurs électriques japonais à acheter l'énergie produite par les panneaux solaires, les éoliennes et la biomasse à un tarif déterminé et plus élevé que celui du marché. Cette loi a été conçue comme un accélérateur pour le développement des énergies renouvelables. Le précédent gouvernement du Japon s’était fixé un objectif de 2 500 mégawatts produits à partir d’énergies renouvelables en 2013, objectif non atteint.

En outre, le 25 juillet 2012, Le ministère de l’économie a donné son approbation pour une augmentation de 8½% des tarifs fixés par TEPCO (30% de la consommation électrique du pays). L’augmentation des tarifs appliqués aux entreprises, qui ne requiert pas l’approbation du METI, a été de 15%.

Le prix standard de l’électricité au Japon est traditionnellement élevé. Il atteint aujourd’hui 17 yens/kwh (0,13 euros au 28 juin 2013) pour le résidentiel, et 12 yens/kwh (0,095 euros) pour le secteur industriel.

Différents secteurs

A.    Le solaire

Le Japon s’est lancé dans le photovoltaïque dans les années 70. Depuis, le pays reste à la pointe en matière de recherche et de rendement dans ce domaine. Le gouvernement japonais a décidé de ne plus subventionner cette technologie, jugée « mature », à partir de 2007.

Aujourd'hui, le Japon est le 6ème producteur mondial d’électricité photovoltaïque,  avec 1,3 gigawatts installés et un cumul de 5 gigawatts. Selon Bloomberg New Energy Finance, entre 3,2 gigawatts et 4,7 gigawatts devrait y être installés d’icifin 2014.

Dans l'ensemble de l'Archipel, plus de 100 fermes de panneaux photovoltaïques d'une puissance unitaire de plus d'un mégawatt sont en effet en construction. Parmi les principaux chantiers,

-    le conglomérat industriel Toshiba s'apprête à bâtir un vaste parc solaire devant alimenter 30 000 foyers à Minamisoma, une localité située à moins de 30 kilomètres du complexe atomique de Fukushima et très touché par le tsunami du 11 mars.
-    La firme Kyocera a annoncé la construction d'une centrale solaire de 70 megawatts permettant d'approvisionner 22 000 habitations dans la préfecture de Kagoshima (sud-ouest).
-    Le groupe de télécommunications mobile Softbank prévoit la mise en place de la plus grande centrale solaire du Japon dans l'île de Hokkaido (nord), après avoir inauguré un petit parc photovoltaïque à Kyoto (centre-ouest).

Avec 42 yens le kwh (0,33 euros),  le Japon vient d’instaurer l’un des tarifs de rachat de l’électricité d’origine photovoltaïque les plus élevés du monde. Ce tarif est valable 20 ans pour toutes les installations supérieures à 10 mégawatts. Bien que les coûts de production de l’électricité photovoltaïques restent élevés au Japon, ils ont diminué de moitié ces 10 dernières années. Grâce au nouveau tarif, le taux de retour sur investissement dans le photovoltaïques au Japon est potentiellement le plus intéressant de la planète.



B.    Efficacité énergétique dans le bâtiment

Au Japon, l’habitat est souvent pointé du doigt comme le secteur où la consommation d’énergie a le plus augmenté ces 20 dernières années. Les foyers japonais continuent de consommer moins d’énergie que les foyers américains et européens (constat qui doit être pondéré par le faible nombre d’occupants d’un foyer japonais) mais l’habitat au Japon affiche néanmoins un retard de l’ordre de 20 ans par rapport aux transports ou à l’industrie.

Il n’existe pas, au Japon, de loi sur les performances énergétiques des maisons. Traditionnellement, le gouvernement procède par une approche incitative peu efficace. Les Japonais estiment eux-mêmes qu’une maison a une durée de vie moyenne de 30 ans.

Depuis l’accident de Fukushima pourtant, le terme d’ « eco-house » est devenu populaire. Les grands constructeurs et les géants de l’électronique sont en compétition pour concevoir des maisons économes en énergie. Cependant, leurs innovations se réduisent la plupart du temps à des ajouts de, ou à des remplacements par du,  matériel à basse consommation, sans recherche du coté du bâti en lui-même.

Pour le groupe Saint Gobain, l’isolation des bâtiments au Japon est l’une des failles de la politique énergétique du pays. Il est en effet facile de constater le potentiel d’économie d’énergie réalisable à ce niveau dans les bâtiments japonais. Les Japonais accordent davantage de valeur à leur terrain qu’à leur maison et se concentrent généralement sur les économies qu’ils peuvent réaliser à court terme, au moment de la construction.

L’efficacité énergétique d’un bâtiment au Japon demande une approche particulière, liée aux conditions climatiques et environnementales dans ce pays : forte humidité, présence de termites et séismes sont peut-être les trois aspects les plus originaux pour des constructeurs européens.  

Panasonic, par le biais de la filiale PanaHome, a annoncé son intention de construire pour 2019 une éco-cité à Ashiya, dans la préfecture du Hyogo (Kansai). Il s’agit d’aménager 100 000 mètres carrés de terrain public ave la construction de 300 maisons individuelles et de 100 immeubles d’habitation. Dans ces bâtiments, la génération d’électricité sera principalement issue de panneaux solaires.

 


C.    Hydrogène et piles à combustible

Les piles à combustible sont utilisées au Japon depuis 2002 dans des voitures hybrides à faibles émissions de dioxyde de carbone. En octobre 2004 le Conseil japonais pour les sciences et la technologie a lancé une politique de coopération technologique et scientifique au Japon dans ce domaine qui a eu pour résultat la multiplication de projets innovants. En 2010, un bureau chargé d’étudier les technologies liées aux piles à combustible à même été créé au ministère de l’économie : le Smart Community, hydrogen and fuel cell promotion.

 

Aujourd’hui, deux technologies en matière de piles à combustibles sont à l’étude au Japon : SOFC et PEMFC. Le Japon s’oriente vers les SOFC dont la haute température permet d’éviter l’utilisation de métaux précieux. D’après l’Agence des ressources naturelles japonaises, les SOFC ne devraient connaître une utilisation à grande échelle que dans les années 2020-2030.

En effet la vulgarisation des piles à combustible dépend aujourd’hui de la construction d’infrastructures particulières (stations à hydrogène notamment) et la création de lois associées à l’utilisation de ces nouvelles infrastructures. D’après le ministère de l’économie, une centaine de stations à hydrogène verront le jour dans au Japon d’ici 2015, début d’un maillage de tout le pays, au rythme de 100 stations par an. Selon ces prévisions, 840 000 véhicules rouleront à l’hydrogène d’ici 2025 au Japon.

Le constructeur automobile Toyota, qui s'est depuis longtemps engagé dans le développement de véhicules propulsés par des piles à combustible, a annoncé vouloir commercialiser des piles destinées à un usage basse intensité. Il s’agirait de piles à combustible d'une densité énergétique de 400Wh/kg ce qui représente une valeur comparable aux produits lithium-ion disponibles sur le marché actuellement.



D.    Hydraulique

Il s’agit aujourd’hui de la plus importante source d’électricité au Japon produite à partir d’une énergie renouvelable (9% de la production totale d’électricité). Mais sa part dans la production nationale n’a cessé de diminuer depuis les années 60.

 

 

En outre, le potentiel de développement des sources d’hydroélectricité est limité au Japon, par l’utilisation presque maximale des cours d’eau pour la construction de barrages.

L’hydroélectricité a mauvaise réputation dans ce pays où sa production est associée à des dégâts environnementaux et esthétiques. L’année dernière, et pour la première fois dans l’histoire du Japon, des habitants ont obtenu la destruction d’un barrage, à Arase.

Néanmoins, depuis cette même année, et sous l’effet d’une attention particulière portée par les gouvernements japonais aux énergies renouvelables, a débuté une campagne de promotion de micro-centrales hydroélectriques d'une puissance allant jusqu'à 1 mégawatt. Ces installations prendraient la forme de micro-barrages sur de petits cours d’eau tels que des canaux d'irrigation, très développés au Japon (20 000 km). Plusieurs municipalités sont favorables à cette initiative dans laquelle elles voient une façon d’alimenter en électricité leurs zones rurales  



E.    Biomasse

Au début des années 80, la biomasse était considérée au Japon comme l’une des ressources les plus prometteuses du pays. Elle semblait résoudre beaucoup de problèmes à la fois (pas de réchauffement, recyclage, revitalisation du secteur agricole…). Le Japon a investi 6500 milliards de yens dans des projets de production d’électricité à partir de biomasse jusque dans le milieu des années 90 sans résultat probant, puis s’est peu à peu détourné de cette ressource.

Dans le cadre de la redéfinition de sa politique énergétique, l’Archipel souhaite à nouveau développer l'exploitation à grande échelle de sa biomasse qui représente encore moins de 0,5 % de sa production d’électricité. L'objectif affiché dans un premier temps par les autorités japonaises est de multiplier par dix la part de la biomasse dans le mix énergétique du Japon à l'horizon 2020. Les réserves énergétiques estimées du Japon en la matière sont évaluées l’équivalent de 14 millions de kilolitres de pétrole.

Illustration concrète de cette nouvelle politique volontariste : la société Asahi Kasei a inauguré une centrale à biomasse afin de fournir de l'électricité aux usines du groupe Asahi. Cette centrale, située à Nobeoka, sur la côte occidentale de l'île de Kyushu, fonctionne en utilisant un mélange de copeaux de bois (60 %) provenant des maisons et bâtiments détruits et de charbon (40 %). Cette centrale doit permettre, sur le papier, de réduire les émissions de gaz à effet de serre de 170 000 tonnes par an en consommant 100 000 tonnes par an de copeaux de bois. Ce projet-pilote a également pour objectif de relancer la filière bois locale car Asahi Kasei veut substituer peu à peu des copeaux de bois provenant de forêts à ceux provenant de bâtiments.

Parmi les voies technologiques innovantes explorées pour atteindre les objectifs gouvernementaux on peut remarquer la co-génération par fermentation anaérobique de matière organique pour produire du méthane.



F.    Gestion des réseaux et stockages électriques

Comme pour les piles électriques, l’intérêt du Japon pour les réseaux intelligents s’est manifesté en 2010 par la création d’un bureau d’étude au ministère de l’économie : Smart Community promotion.

Dans ce pays, le développement des smart grids tient moins à la vétusté du réseau existant qu’à un besoin d’intégrer à ce réseau des éco-innovations. Il s’agit de rationnaliser et de coordonner le système. D’ailleurs, l’idée de Smart Community est généralement préférée à celle de Smart Grid.

4 projets pilotes existent en la matière à l’heure actuelle au Japon:

-    Ville de Yokohama (74 milliards de yens et 1,6 millions de foyers) : association d’un quartier résidentiel, d’un quartier industriel et d’un quartier d’affaire. Objectif de réduction des émissions de CO2 de 30% d’ici 2025.
-    District de Kyoto Keihanna (projet développé par Tokyota) : développement d’une ville nouvelle et des transports au sein de celle-ci.
-    Ville de Kita-Kyushu : le réseau n’y est pas géré par le principal fournisseur d’électricité de la région (Kyushu Electric) mais par une entreprise privée dont ce n’est pas l’activité principale : Nippon Steel.

Vers un développement accéléré des énergies renouvelables    

Les conséquences de la catastrophe de Fukushima ont créé une situation complexe en termes de gestion de l'énergie au Japon. Depuis cette catastrophe, la production d'électricité d'origine thermique a remplacé celle d'origine nucléaire. Le Japon s'est fixé de nouveaux objectifs très ambitieux pour permettre un développement accéléré des énergies renouvelables.

Ces objectifs conduisent les différents acteurs de l'énergie japonais à produire un effort considérable : en effet, au lieu d'un objectif initial de 20% de l'électricité produite renouvelable en 2030 (Plan cadre énergétique-juin 2010), ce même but doit être atteint en 2020, soit deux fois plus vite que précédemment.

Or 9 des 11% que représentent les énergies renouvelables dans la production totale sont actuellement issues de l'hydroélectricité. L'hydroélectricité représente déjà un marché mûr. L'effort devrait donc porter sur les autres énergies renouvelables. Seul 2% de la production actuelle d'énergie est réalisée par des énergies renouvelables autres que l'hydroélectricité. La part de ces énergies doit être multipliée par 6 en 8 ans pour atteindre l'objectif des 20% en 2020. Cette croissance considérable devrait beaucoup s’appuyer sur le photovoltaïque, et l'éolien ; la géothermie et la biomasse dans une moindre mesure.



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