Le LCOE expliqué : comparer le coût de l’électricité de toutes les sources

Une centrale solaire se paie presque entièrement le premier jour, puis tourne 30 ans grâce à un soleil gratuit. Une centrale à gaz coûte moins cher à construire, mais réclame du combustible à chaque heure de fonctionnement. Un réacteur nucléaire demande dix ans de chantier, puis tourne 60 ans. Pour ramener tout cela à un seul chiffre, le secteur utilise le coût actualisé de l’électricité (LCOE) : le coût moyen par unité d’énergie sur toute la vie d’une centrale, les sommes futures étant ramenées à leur valeur d’aujourd’hui. Vous trouverez ci-dessous la formule, deux exemples chiffrés, les paramètres qui pèsent le plus et ce que le LCOE ne vous dit pas.

Ce que mesure le LCOE

Le LCOE répond à une seule question : quel prix constant par MWh une centrale devrait-elle toucher, chaque année de sa vie, pour couvrir exactement tous ses coûts, rentabilité visée du capital comprise ? Un projet qui vend son électricité au-dessus de son LCOE dépasse la rentabilité exigée. En dessous, il perd de l’argent.

Il s’exprime en unité monétaire par unité d’énergie : €/MWh, $/MWh ou centimes par kWh (1 €/MWh = 0,1 c/kWh). Si les unités vous semblent floues, lisez d’abord kW ou kWh.

La formule

Le point subtil : l’énergie est elle aussi actualisée. Un MWh ne « perd » pas physiquement de valeur. Actualiser l’énergie découle simplement de la condition posée : le prix constant, multiplié par l’énergie actualisée, doit égaler les coûts actualisés.

La version rapide avec le facteur de recouvrement du capital

Quand le capital est dépensé au départ et que la production comme les coûts d’exploitation restent à peu près constants, la formule se ramène à une annuité :

Le facteur de recouvrement du capital (CRF) transforme une somme initiale en annuité constante qui la rembourse avec intérêts sur N années, exactement comme un crédit immobilier. À 6 % sur 25 ans, CRF ≈ 0,0782 ; à 8 % sur 25 ans, ≈ 0,0937.

Exemple chiffré n° 1 : une centrale solaire au sol

Prenons une centrale solaire de 100 MWac dans le sud de l’Europe :

Ignorer la dégradation (environ 0,4 % par an) sous-estime légèrement le résultat ; un modèle complet année par année ajouterait environ 1 à 2 €/MWh. Le chiffre se situe dans les fourchettes que donnent les derniers rapports de l’IRENA et de Lazard pour le photovoltaïque au sol sur de bons sites.

Faisons maintenant varier un paramètre à la fois :

Pour des renouvelables gourmandes en capital, le facteur de charge et le coût du capital font bien plus bouger le résultat que de petits écarts de prix sur l’équipement. (Voir ce que signifie le facteur de charge.)

Exemple chiffré n° 2 : une centrale à gaz à cycle combiné

Un CCGT de 500 MW :

Combustible et carbone représentent environ 80 % du coût. Doublez le prix du gaz à 70 €/MWh, comme ce fut le cas pendant de longues périodes de 2022 en Europe, et le LCOE bondit à environ 166 €/MWh. Doubler le taux d’actualisation ne le fait presque pas bouger. Toute comparaison entre renouvelables et fossiles se ramène à cette asymétrie : les unes sont exposées aux taux d’intérêt, les autres aux marchés des combustibles. Elle explique aussi pourquoi les prix de l’électricité flambent quand le gaz s’envole.

Refaites les deux exemples avec vos propres chiffres dans le calculateur de LCOE.

Ordres de grandeur du LCOE

Les fourchettes publiées sont larges, car les paramètres varient énormément d’un pays à l’autre. Le tableau montre la structure des coûts, pas des chiffres précis. Pour des valeurs à jour dans votre monnaie, consultez la dernière édition de l’IRENA, de Lazard ou du NREL.

Pour fixer les idées : selon le rapport Renewable Power Generation Costs in 2023 de l’IRENA, le LCOE moyen pondéré mondial des nouvelles centrales photovoltaïques au sol a chuté d’environ 90 % entre 2010 et 2023, et la plupart des capacités solaires et éoliennes terrestres mises en service cette année-là revenaient moins cher que l’option fossile. L’analyse annuelle LCOE+ de Lazard pour les États-Unis place elle aussi le solaire au sol et l’éolien terrestre non subventionnés en bas de la fourchette, et le nouveau nucléaire comme les turbines à gaz de pointe en haut. Les coûts de l’éolien en mer ont fortement baissé au cours des années 2010, avant de remonter en 2022–2024 avec la hausse des taux et l’inflation des chaînes d’approvisionnement (voir l’éolien en mer expliqué).

Choisir un taux d’actualisation

Aucun paramètre ne suscite plus de débats que le taux d’actualisation, et il peut carrément inverser les classements.

• Réel ou nominal. Un taux réel exclut l’inflation et s’emploie avec des coûts en monnaie constante. Un taux nominal l’inclut et s’emploie avec des coûts qui augmentent. Mélanger les deux est une erreur fréquente.
• CMPC (WACC). Pour un projet commercial, le bon taux est son coût moyen pondéré du capital, qui combine les intérêts de la dette et la rentabilité exigée par les actionnaires. Pour les renouvelables dans les pays de l’OCDE, il a souvent tourné autour de 4 à 8 % en réel. Dans les économies émergentes, il peut être deux fois plus élevé, et l’AIE a désigné à plusieurs reprises le coût du financement comme le principal frein à une électricité propre bon marché dans les pays en développement.
• Taux d’actualisation social. Les études publiques retiennent parfois 3 à 5 % pour refléter la préférence de la société pour le présent. Le rapport AIE/AEN Projected Costs of Generating Electricity 2020 publie ses résultats à 3 %, 7 % et 10 % précisément pour cette raison : le choix change la réponse.

Prenez l’habitude d’indiquer le taux d’actualisation retenu avec chaque LCOE, et d’en tester au moins deux valeurs.

Ce que le LCOE laisse de côté

Le LCOE mesure le coût à la sortie de la centrale. Par construction, il ignore plusieurs éléments qui comptent pour l’ensemble d’un système électrique :

1. Le moment et la valeur. Un MWh à 19 h en hiver vaut plus qu’un MWh à 13 h un dimanche ensoleillé de mai. À mesure que le solaire remplit les heures de midi, le prix de marché qu’il capte baisse (l’effet de « cannibalisation »). Le LCOE ajusté de la valeur de l’AIE (VALCOE) corrige ce biais en ajoutant les valeurs d’énergie, de capacité et de flexibilité.
2. Les coûts d’intégration. À forte pénétration, les renouvelables variables exigent équilibrage, réserves, stockage ou interconnexions ; les centrales pilotables en ont moins besoin. Ces coûts sont bien réels, mais ils relèvent du système entier plutôt que d’une centrale.
3. Les coûts de réseau. Certains pays incluent le transport vers les zones éoliennes ou solaires éloignées, ou les câbles d’export en mer, d’autres non.
4. Les externalités. La pollution de l’air et les dommages climatiques restent hors du calcul, sauf si l’on ajoute un prix du carbone. Même alors, un prix de 70 €/t peut rester inférieur aux estimations du coût social du carbone.
5. Le risque. Le taux d’actualisation ne reflète qu’en partie les variations du prix des combustibles, les dérapages de chantier et les changements de politique.

Pour le stockage, l’indicateur équivalent est le coût actualisé du stockage (LCOS) : il divise le coût sur la durée de vie par l’énergie restituée sur cette même durée, et doit intégrer le coût de la recharge ainsi que les pertes aller-retour (voir le guide des batteries domestiques).

Le LCOE pour les particuliers

Une installation en toiture se calcule de la même façon. Répartissez le prix d’installation et la maintenance sur la production de toute sa durée de vie, actualisez, puis comparez le résultat au tarif de détail que vous évitez et au prix auquel vous revendez le surplus. Une installation de 6 kWc à 6 600 €, qui produit 7 300 kWh par an pendant 25 ans, avec un taux d’actualisation de 4 % (CRF ≈ 0,064) et 60 € de maintenance par an, revient à environ (6 600 × 0,064 + 60) / 7 300 ≈ 0,066 €/kWh. C’est bien en dessous d’un prix de détail de 0,25 €/kWh, mais à peine au-dessus d’un tarif de rachat de 0,06 €/kWh : c’est donc l’autoconsommation, et non la revente, qui fait la rentabilité. Le simulateur de panneaux solaires et le calculateur de facturation nette font ce calcul année par année.

À retenir

• LCOE = coûts actualisés sur la durée de vie ÷ énergie actualisée sur la durée de vie. C’est le prix constant d’équilibre.
• Pour les renouvelables et le nucléaire, le coût d’investissement, le facteur de charge et le taux d’actualisation font le résultat. Pour le gaz et le charbon, ce sont les prix du combustible et du carbone.
• Indiquez toujours le taux d’actualisation et testez la sensibilité.
• Le LCOE compare des centrales, pas des systèmes. Tenez compte du moment de production, de la flexibilité et du réseau avant de désigner un gagnant. Explorez les mix de production réels des pays dans nos fiches pays et nos classements.

Les chiffres de ce guide sont des fourchettes habituelles tirées des sources ci-dessus ; les vôtres dépendent du lieu, des prix et du matériel. Utilisez les calculateurs proposés pour une estimation propre à votre site.