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Quelles énergies pour demain?
Transition énergétique: pourquoi?
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 1
Un débat verrouillé ?
Une inquiétude prononcée
0,18 Gtep (1,5 %)
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 2
Source: key world energy statistics 2012
Pétrole
Gaz
Charbon
Nucléaire
Energies renouvelables
Energies
primaires:
monde 2011
POPULATION MONDIALE: 8 milliard en 2025?
UN SYSTÈME DIFFICILE A BOUSCULER
1986 2011
0,29 Gtep (2,2 %)
1,27 Gtep (9,7 %)
Source: BP statistical review 2011
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 3
1980 2007 2012
1980
2012
- 50%
Une réduction de
7,6 fois la surface
de la France
Surface
de la
glace de mer
(septembre)
FRANCE: FACTURE ENERGETIQUE PAR TYPE
D’ENERGIE 2011 (Milliards €)
SFEN/J-P. Pervès 4
EN 2011: 61,4 G€ / Déficit balance commerciale: 70 G€
70000
50000
25000
0
M€
940 € par français
PETROLE: 48,5 mds
GAZ: 12 mds
21 mars 2013: Tricastin
3,1 % du PIB
Quel horizon
• 2050  DE LA PROSPECTIVE
• 2030: UN REALISME S’APPUYANT
SUR DES TECHNOLOGIES PROUVEES
ET ECONOMIQUEMENT ET
SOCIALEMENT ACCEPTABLES
 LE SYSTÈME ENERGETIQUE NE
PEUT EVOLUER QUE LENTEMENT
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 5
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 6
Consommation d’énergie primaire
(2011)
France 2011: 266,4 Mtep  4 tep / français
Electricité: 117
Gaz: 40
Charbon: 10
Pétrole: 83 !!!
Autres et EnR: 17
Taux d’indépendance énergétique: 53,5%
250
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 7
Biocarb.
Déchets
PAC/elec,
Déchets
Bois
Eolien
Hydro
4 ans de progrès: biocarburants et déchets
8,5 % à 13% (énergie primaire/finale)
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 8
La consommation d’énergie finale
par secteur: 161 Mtep 2011 (pertes 105TWh)
(350 millions de tonnes de CO2 en 2011)
Sidérurgie 3,2 %
Transports 32,1 %
Habitat et tertiaire: 44,1 %
Industrie 17,9 %Agriculture 2,7 %
LE POIDS DE L’ORGANISATION URBAINE ET DE LA MOBILITE
SUR L’EFFICACITE ENERGETIQUE
76,2 % - (66 %)
UN CONSTAT GLOBAL
Les énergies fossiles représentent encore 51 % de
notre énergie primaire et ont un impact lourd sur
la balance commerciale
 Deux secteurs dominent
 Le résidentiel / tertiaire
 Le transport
 Poids du nucléaire non carboné et exportateur
dans l’électricité
 Une contribution modeste des nouvelles
énergies renouvelables (hors hydraulique et bois)
9SFEN/J-P. Pervès21 mars 2013: Tricastin
UN POINT DE VUE (2013)
Forum économique mondial
Forces et les faiblesses des pays face à
la transition énergétique:
 Meilleur système énergétique
mondial: France 3ème
 La France est l’un des pays
développés où les émissions de
CO2 sont les plus faibles
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 10
Les nœuds du débat:
1 - Efficacité énergétique
• : Réduire de 50% la consommation de l’habitat et
du tertiaire (priorité à l’existant):
–Investissements: 600 milliards (10 k€/p)
–Economies: 71 Mtep/an (énergie finale)
–Investissements: 170 €/tep économisée sur 50
ans et temps retour sur investissement faible
On aura besoin de temps
Convaincre les ménages sans les punir
Voir étude Union Française de l’électricité
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 11
2 - Transports et le bâtiment
(51 et 71 Mtep énergie finale sur 161)
–la première génération de bio carburants est
condamnée
–La seconde génération de biocarburants n’est
pas encore démontrée (après 2030)
–Quel rôle pour la biomasse chaleur?
– Quel rôle pour l’électricité (transports et
bâtiment)?
Les nœuds du débat:
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 12
3 - L’électricité doit-elle être :
–une énergie largement
décarbonée, à tout faire
–ou chère et à combattre pour
pouvoir se passer du nucléaire
(Verts, Greenpeace, ADEME)
Les nœuds du débat
Que pouvons nous attendre de l’éolien et
du solaire?
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 13
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 14
Impact de la RT 2012 (50
kWh final/m2xan)
(gaz favorisé, solaire
thermique sacrifié)
2012
COMMENT UNE REGLE TECHNIQUE
VOTEE A LA SAUVETTE PEUT
IMPACTER LE SECTEUR
ENERGETIQUE A CONTRESENS
Et comment se décident 50% de nucléaire
et l’arrêt de Fessenheim!
2013
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 15
Allemagne/France: le match Allemagne France All./France
Eolien (GW) 29,44 7,56 3,89
Photovoltaïque (GW) 32,4 3,51 9,23
Solaire thermique (Mm2) 15,2 2,75 5,53
Petite Hydro (GW) 1,74 2,13 0,82
Géothermie électrique (GW) 0,005 0,017 0,29
Géothermie chaleur (GW th) 0,12 0,391 0,31
Pompes à chaleur (GW th) 3 1,79 1,68
Biogaz (Mtep) 5,07 0,4 12,68
Biogaz électrique (TWh) 19,4 1,2 16,17
Biofuels (Mtep) 2,96 2,43 1,22
Déchets (énergie primaire Mtep) 2,4 1,25 1,92
Déchets électricité (TWh) 4,75 2,21 2,15
Biomasse solide En Prim (Mtep) 11,69 8,93 1,31
Biomasse solide chaleur (Mtep) 8,74 8,51 1,03
Biomasse solide électricité (TWh) 11,53 1,74 6,63
EnR Allemagne/France: quelles leçons?
(données 2011 sauf éolien et solaire 2012)
Source Barobilan ENR 2012
SFEN/J-P. Pervès 16
• La forêt couvre 30% du territoire
• Production actuelle: 9,2 Mtep/ 3,4 %
• Ressource mobilisable: 31 Mtep
• 2030 ??: 16,2 Mtep (ADEME 75 %)
• Ressources (emplois nationaux)
• bois, granulés plaquettes
• branchages, sciure, paille
• liqueur noire (papeteries), bagasse
• taillis à rotation courte (saules, miscanthus)
Concurrence avec le bois matériaux
Impact écologique (pollution/biodiversité)
PROPRIÉTÉ ÉCLATÉE ET TECHNICITÉ FAIBLE
BIOMASSE: LA RESSOURCE BOIS/ENERGIE
21 mars 2013: Tricastin
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 17
Copeaux, plaquettes et granulés
Collectif
à privilégier
Individuel
LES BIOCARBURANTS
COMMENT ON PEUT SE TROMPER!
21 mars 2013: Tricastin 18SFEN/J-P. Pervès
2,4 Mtep en 2011
0,9 % de
l’énergie primaire
6 à 7% dans
l’essence et
le diésel
Biocarburants de 1ère génération : une utopie devenue un
contresens écologique?  arrêt en 2012 de nouvelles installations
• Objectifs France: 1% en 2005 et 10% en 2015
• Economies réelles de CO2: 30 à 60 % selon les sources
• Pour une voiture et 20000 km/an: 0,5 à 1,1ha
• Compétition avec agriculture nourricière
• Coût : 3 milliards €/an (Cours des comptes 2012)
(100 €/ voiture)
ESTERS  GAZOLE
ALCOOL  ESSENCE
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 19
Les carburants de deuxième génération
Séduisants, complexes: dans 15/20 ans?
Alcools  Essence
Pas d’utilisation des terres agricoles ni arrosage, ni engrais et ni pesticides
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 20
(gain CO2: 75 %)(gain CO2: 90 %)
Solutions à moyen terme:
 Améliorations performances
 Electriques et Hybrides rechargeables
Transports en commun et covoiturage
BIOGAZ CHALEUR
• Utilisation:
– Chaleur en utilisation directe ou
– injection dans le réseau de gaz
• France 2011: 0,4 Mtep  0,15 %
270 sites
• Allemagne 2011:
– 5,1 Mtep ou 1,4 % de l’énergie
– Importation de ressources
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 21
6 Mtep en 2030  970 méthaniseurs/an (Ademe)
Comment on fait du Biogaz
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 22
GAZ
FAVORISER
LES GRANDES
INSTALLATIONS
Valorisation de déchets renouvelables
France 2011: 1,2 Mtep - Allemagne 2,4
Une croissance jusqu’en 2030: 1,6 Mtep
Puis une décroissance (tri optimisé): 1 Mtep
(Ademe)
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 23
LA GEOTHERMIE CHALEUR: UNE VRAIE
OPPORTUNITE NEUF ET ANCIEN
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 24
19 février 2013: J-P. Pervès SFEN/Essonne 37
GEOTHERMIE TRES BASSE T° (<30°C)
(avec PAC: rendement ~ 250%)
20000 installées en 2008
Pour 400000 logements neufs
GEOTHERMIE BASSE T° (55 à 85 °C)
60 installations en France en 2008
Chauffage collectif
ADP
• 1700 m, 70 °C
• 250 m3/h à 45 °C
• 11 M€
• 65 €/t CO2
RESEAUX DE CHALEUR?
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 25
2011: 1,3 Mtep (0,5 %)
Baisse de 150 000 PAC en 2008
à 63000 en 2011
2030: 3,5 Mtep (1,3 %)
soit 100.000 par an
Géothermie moyenne température
Réseaux de chaleur:
un potentiel long terme
Inégalement réparti
Nouveaux quartiers
Pompes à Chaleur: un vrai potentiel
(géothermique et air/eau)
mais recours à l’électricité pour les PAC!
Obstacle RT 2012
LE SOLAIRE THERMIQUE ET RT 2012
Une préférence étrange: le photovoltaïque
21 mars 2013: Tricastin 26SFEN/J-P. Pervès
 2011: 0,16 Mtep (Allemagne 1 Mtep)
 2030: 1,0 Mtep (soit 0,5 % Ep 2011)
 2050: 1,8 Mtep (soit 0,7% de Ep 2011)
Investissement: 5000 €
Contribution solaire: ~ 3000kWh/4500 kWh (70%)
Economie annuelle: 350 €
Temps retour investissement: 15 ans
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 27
UNE USINE A GAZ
DES TARIFS TROP
COMPLEXES
ET FLUCTUANTS
UNE APPROCHE
ANALYTIQUE
COST-BENEFIT
EST INDISPENSABLE
LE SOUTIEN AUX ENR
POTENTIEL GLOBAL ENR CHALEUR/COMBUSTIBLES
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 28
Scénario ADEME (2013) 2011 2030 2050
BIOMASSE SOLIDE 9,2 16,2 18
BIOCARBURANTS 2,9 3,2 3,5
BIOGAZ 0,4 6 9
DECHETS RENOUVELABLES 1,2 1,9 1
GEOTHERMIE 1,5 3,5 6,8
SOLAIRE THERMIQUE 0,16 1,0 1,8
TOTAL 15,4 31,8 40,1
Contribution En. Finale (Base 2011, soit
161 Mtep)
10 % 20 %
??
25 %
???
Une contribution aux besoins hors électricité notable/modérée
Une progression difficile après 2030 sauf technologies nouvelles
EFFICACITE ENERGETIQUE (PRIORITE A L’EXISTANT)
ENERGIE HORS ELECTRICITE
 Transports (soutenir notre industrie)
• R&D efficacité moteurs/aérodynamique véhicules
• Electrification transports en commun
• Véhicules électriques (urbains) et hybrides
rechargeables
• R&D bio carburants 2ème et 3ème génération
 Bâtiments (révision RT 2012 avec limites CO2)
• Efficacité énergétique commencer par le plus
rentable (voir analyse Union Française électricité)
• Géothermie/pompes à chaleur
• Biomasse
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 29
21 mars 2013: Tricastin 30SFEN/J-P. Pervès
Investissements en € par MWh cumac
(cumulé et actualisé sur la durée de vie)
50 € 150 €
175 €
480 €
700 € 960 €
PRIX ELECTRICITE
MENAGE
Source UFE
€/MWh
Biomasse: au mieux on a trouvé
10 à 15 % de nos besoins
QUE PEUT-ON OBTENIR DE PLUS DES
ENERGIES RENOUVELABLES POUR FAIRE
DE L’ELECTRICITE (à 50 €/MWh)?
Remplacer 10 Mtep de fossiles sur 260?
Ou remplacer le nucléaire non carboné?
SFEN/J-P. Pervès 32
ELECTRICITE: UN ATOUT FRANCAIS
Maîtrise de la production: une haute technologie
Effets saisonnier et hebdomadaire
Septembre 2010 à août 2011 (moyennes journalières)
90.000 MW
21 mars 2013: Tricastin
A chaque instant production = consommation
Contrôle à 2 % de la fréquence et de la tension
Rôle essentiel du nucléaire pour le suivi de charge saisonnier
et en semi-base
NUCLEAIRE 75%
HYDRAULIQUE 12 %
FOSSILES 9 %
EOLIEN 2,7 %
SOLAIRE 0,7 %
2012
SFEN/J-P. Pervès 33
SUIVI DE CHARGE DU 1ER AU 10 FEVRIER 2012 (RTE)
(Variation quotidienne ~20 GW/ 20%)MW
21 mars 2013: Tricastin
UN NUCLEAIRE DURABLE
ROLE ESSENTIEL DE L’HYDRAULIQUE
(puis du charbon du pétrole et du gaz pour le suivi de
charge hivernal)
Electricité: prix mensuel moyen de
production en France
SFEN/J-P. Pervès 34
Prix moyen Mensuel
(€ par MWh)
2011 51,8
PREVISION 2020* 82
Prix max: 241 €/MWh
*Source: Audition de Philippe
de Ladoucette,
Président de la CRE
COMBUSTIBLE (€/MWh)
 NUCLEAIRE: 6
 CHARBON: 23
 GAZ: 45
21 mars 2013: Tricastin
OU EST CONSOMMEE L’ELECTRICITE
• Les bâtiments: 68 %  RT 2012  Gaz
• L’industrie: 27 %
• La sidérurgie 1,5 %
• Les transports 2,2 %
• L’agriculture 1,2 %
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 35
IMPORTANCE DE L’EFFICACITE ENERGETIQUE
 L’habitat se renouvelle de 1% par an: les progrès seront lents
 Toute augmentation de prix aura un impact social fort (Ex. CSPE)
 Il faudra protéger les entreprises
L’ALLEMAGNE: UN MODELE?
 Health and Environmental Alliance (HEAL):
Coût en santé publique du charbon pour l’Europe: 15,5 à
43 milliards d’euros par an
 Pologne (8 mds €), l’Allemagne et la Roumanie (6 mds
€ chacune) totalisent la moitié de l’impact
 18 000 décès prématurés, 8 500 cas de bronchite
chronique,
 4 millions de journées de travail perdues chaque
année.
 Or la France s’est imposée 23% d’EnR en 2020 et
l’Allemagne n’en a accepté que 20%
 Choix des Grünen: lignite/charbon/gaz plutôt que
nucléaire
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 36
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 37
CHARBON EOLIENGAZNUCLEAIRELIGNITE SOLAIRE HYDRO
TWh
50
0
62 %
20 %
62,4 GW installés
15 % (74 TWh)
150/180 milliards €
Allemagne 2012: production d’électricité
482 TWh
Nucléaire en France: 63 GW (405 TWh)
Rapport de production: 6,5
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 38
Production d’électricité en Allemagne
L’hiver on va au charbon! (2012)
MAX: 72 GW
CHARBON + LIGNITE + NUCLEAIRE + HYDRAULIQUE: 85 %
Eolien + solaire: février 13% et mai 20,5 %
Nucléaire
SOLAIRE
Eolien
GAZ
Charbon
Lignite
FEVRIER 2012
MAI 2012
Hydro
21 mars 2013: Tricastin 39SFEN/J-P. Pervès
La réalité du fonctionnent les intermittentes (Allemagne 2012)
P max appelée 70 GW
Puissance nominale intermittente: 61,5 GW
Pn = 29,5 GW
Pn = 25 GW
Pn = 29 GW
Pn = 32 GW
P réelle max journalière de 1 à 22,4 GW
P réelle de 0,115 à 24 GW
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 40
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 41
La sortie du nucléaire d'ici à 2022 et la
transition vers les énergies
renouvelables pourraient coûter à
l'Allemagne mille milliard d'euros d'ici
la fin des années 2030".
Peter Altmaier, ministre allemand de
l'environnement, Mercredi 20 février 2013:
Frankfurter Allgemeine Zeitun »
ET NOUS ???
LA GEOTHERMIE
électrique
Objectif 2030: 1,15 TWh – 0,25%
Surtout dans les îles
SFEN/J-P. Pervès 4221 mars 2013: Tricastin
SFEN/J-P. Pervès 4321 mars 2013: Tricastin
GEOTHERMIE Haute température
(Alsace Soultz les Forêts)
• 200°C à 5000 m
• 125 m3/h à 175°C
• Cycle de Rankin
fluide organique
• P = 3 à 5 MW
• Rendement ~ 15/25%
2030:
1,15 TWh (0,25%)
dans les îles
(et avec
fracturation
de la roche)
 Un bien précieux et limité
 Plus de grands sites
 Un triple rôle:
- électricité
- agriculture
- eau domestique
 Le rôle de stockage d’électricité
 les STEP
SFEN/J-P. Pervès 4421 mars 2013: Tricastin
L’HYDROELECTRICITE
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 45
Station de transfert d’énergie par pompage (STEP)
Stockage d’électricité (rendement 70 à 80 %)
Le seul stockage
efficace
aujourd’hui
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 46
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
11000
12000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 26 27 28 29 30
Puissance hydraulique (MW) - France
continentale - Avril 2011
LE MEILLEUR MOYEN POUR AJUSTER LA PRODUCTION
UNE SOUPLESSE FANTASTIQUE (50% besoin actuel)
WE
WE
WE
WE
WE
L’hydraulique en France: de 9 à 12 %/an de l’électricité
• Puissance/Production 2012: 25,4 GW et 69 TWh
– Station de pompage: 5 GW et 6,5 TWh
• Stockage = 6,5% production France dont 2,5%
saisonnier
Objectif 2030  + 1,5 GW de STEP et 66 TWh
UN MANQUE D’AMBITION
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 47
Mais protection des espaces naturels (débits réservés)
ET NIMBY
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 48
Qu’attendre
des énergies marines?
Encore le concours Lépine!
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 49
HYDROLIENNE EDF/OPEN HYDRO
 16 mètres de diamètre
 900 tonnes
 par 35 mètres de fond
 500 kW
 3000/5000 = une centrale
Europe 2011
(hors la Rance)
• Opérationnel: 3,25 MW
• En essai: 2,3 MW
MONDE 2011: 500,5 MW
240 la Rance et
255 Sihwa/Corée)
Potentiel France: 5 à 15 TWh
SFEN/J-P. Pervès 50
• Mat: 130 mètres.
• Pales: 58 metres.
• Pale: 16.5 tonnes.
• Rotor et pales: > 300 tonnes
L’EOLIEN: UNE TECHNOLOGIE MATURE
21 mars 2013: Tricastin
5 MW
Made in Germany
L’éolien
Eolienne 6 MW
ALSTOM offshore
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 51
Hauteur: 176 m
Pales: 73,5 m de rayon
 Hauteur support 25 m
Poids: 150 t + 60 t + mât + fondations
 Alternateur à aimants permanents
Pas de boite de vitesse
Il en faut 400 pour produire comme une centrale nucléaire
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 52
L’éolien offshore:
Les techniques du pétrole offshore
Production éolienne européenne
en 2011 (TWh): faut-il imiter les
allemands, les espagnols?
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 53
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Un fort développement, logique, dans des pays avec électricité
charbon et/ou sans nucléaire et hydraulique
TOTAL EUROPE: 172,1 TWh (5%)
et 94.000 MW dont 2.800 offshore
Nucléaire France 63000 MW et 442 TWh ( facteur 3,8)
SFEN/J-P. Pervès 54
7450 MW 14,9 TWh
France: production annuelle 2012: 2,7 %
et puissance éolienne fin 2012: 6,2 %
Une croissance soutenue
21 mars 2013: Tricastin
+ 23 %
en 2012
+ 11 %
en 2012
Source RTE: bilan électrique 2012
Eolien mars 2012/ Détail par ¼ h
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 55
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
1 6 11 16 21 26 31
Puissance Installée (6609 MW)
Puissance Moyenne (1262 MW)
Puissance "garantie 95%" ( 359 MW)
MAX: 65%
Moyenne: 19%
MIN: 3%
Source RTE/éCO2mix
P= K x (S balayée pales) x (Vamont
2-Vaval
2) x (Vamont+Vaval)
0,66 Pn/jour
Trois zones climatiques en France: est ce mieux??
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
MW
5400 MW crête
6300 MW crête
Septembre AoûtDécembre Mars Juin
L’éolien: une énergie très intermittente
Pas de corrélation production/consommation
P moyenne : 22,8 %
P min : 3 %
P max : 70 %
Source RTE/éCO2mix
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 56
Y a-t-il une solidarité des vents en Europe?
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 57
Une
technologie
coûteuse
1erAppel
d’offre éolien
offshore
en France
(avril 2012)
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 58
AREVA: 1/5 sites
Alstom: 3/4 sites
EDF: 4/4 sites
SUEZ: 0/4 sites
498
480
450500
INFRUCTUEUX
Offshore ~ 6 à 7 milliards €
Coût: 230 €/MWh
CSPE: 1,2 milliards €/an (20 ans)
Production: 37 % EPR
On shore: 88 €/MWh en 2012
4 sites retenus sur 5
1930 MW / 3000 MW
Les coûts
d’investissement
de l’éolien
vont-ils baisser???
OFFSHORE
Une dérive
continue
ONSHORE
Encéphalogramme
plat
+ 370 €/kW
Coûts additionnels
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 59
D’où
viennent
les
éoliennes
françaises
(2011)
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 60
PAYS PUISSANCE MW
FIN 2011
ENERCON ALLEMAGNE 1600
VESTAS DANEMARK 1392
Repower DANEMARK 1298
NORDEX ALLEMAGNE 1032
GAMESA ESPAGNE 664
SIEMENS ALLEMAGNE 270
GE USA 220
ALSTOM ESPAGNE 219
VERGNET FRANCE 82
TOTAL 6777
• CA 2010: 3 G€
• Effectif 9500 (!!!)
• Import: ~70 % du CA
Source EurObserv’ER
EMPLOI
Les éoliennes offshore devraient être montées en France
L’éolien: compliqué et faiblement efficace
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 61
• Le vent est très irrégulier et variable
(intermittent)
• Peu ou médiocrement prévisible
• Il faut de quoi produire quand le vent faiblit:
des centrales à gaz
• On produit l’électricité loin des consommateurs:
il faudra la transporter (Allemagne: 20 à 37 G€):
Frankfurter Allgemeine Zeitung )
• On ne fabrique pas (encore) les éoliennes en
France (ou très, très peu!)
2,5 % de l’électricité – 11 milliards € d’investissements
LE SOLAIRE ELECTROGENE
UNE TECHNOLOGIE DÉJÀ ETABLIE
62SFEN/J-P. Pervès21 mars 2013: Tricastin
21 mars 2013: Tricastin 63SFEN/J-P. Pervès
LE SOLAIRE PHOTOVOLTAIQUE
EN FRANCE
120/160 €/MWh
170 €/MWh
170 €/MWh
320 €/MWh
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 64
Le solaire photovoltaïque fin 2012 en France
(+ 240% en 2011 et + 40% en 2012: effet d’aubaine?)
2011: 0,5 % de la production française d’électricité
3.500 MW 4.000.000 MWh
263.000 installations
Mi-2012
1200 > 100 kW
130 > 250 kW
25 > 4000 kW (200 MW)
Que donne un panneau solaire
de un mètre carré?
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 65
1m x 1m
1000 W
150 W
Électricité
au
maximum
de midi
Panneau solaire
En moyenne 35 W l’été et 10 W l’hiver
Plutôt adapté à la climatisation: pays chauds
Mais:
• jour/nuit
• Nuages
• été/hiver
Pas le matin
Pas lors du pic du soir
66SFEN/J-P. Pervès
LES MEILLEURS RESULTATS « RECHERCHE » EN 2011
LES PERFORMANCES PLAFONNENT DEPUIS 10 ANS
BAISSE DU COUT DU SOLAIRE = MAIN D’ŒUVRE BON MARCHE21 mars 2013: Tricastin
Source: National Renewable Energy Laboratory USA
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 67
Production solaire photovoltaïque
29 au 31 août 2012
P crête 29.500 MW
Puissance MW
Heures
Puissance installée
Evolution de la puissance
Rendement journalier moyen: 19 %
Rendement journalier moyen: 7,2 %
35000
40000
45000
50000
55000
60000
65000
70000
75000
80000
85000
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
Puissance Solaire (MW) -données moyennes par
heure - France continentale
Consommation
Solaire été
Solaire hiver
21 mars 2013: Tricastin 68SFEN/J-P. Pervès
Solaire mi-saison
P solaire MW P consommée MW
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 69
0
5000
10000
15000
20000
25000
Janv
Janv
Janv
Fevr
Mars
Mars
Avri
Avri
Mai
Mai
Mai
Juin
Juin
Juil
Juil
Aout
Aout
Sept
Sept
Octo
Octo
Nove
Nove
Déce
Déce
Janv
Janv
Fevr
Fevr
Mars
Mars
Avri
Avri
Mai
Mai
Juin
Juin
Juil
Juil
Aout
Aout
Sept
Sept
Octo
Octo
Nove
Nove
Déce
Déce
Allemagne: évolution de la puissance photovoltaïque
Janvier 2011- octobre 2012
Puissance installée
Puissance produite
HIVER
Qui fabrique les panneaux
photovoltaïques en 2012
La France est quasi absente
% production
mondiale
ASIE SUD-EST 74
Dont CHINE 48
USA 5
EUROPE 13
Dont Allemagne 10
70SFEN/J-P. Pervès21 mars 2013: Tricastin
Le solaire c’est compliqué
• Il est régulier mais très variable (nuages et
été/hiver) et absent lors des pointes matin
et soir
• Il est adapté aux pays chauds
(climatisation)
• Pourquoi favoriser les petites installations
coûteuses plutôt que des installations
industrielles? (de 300 à 120 €/MWh)
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 71
0,7 % de l’électricité – 10 milliard € d’investissement
RENOUVELABLES ET GESTION
DU RESEAU ELECTRIQUE
1 - On passe de l’ajustement de la
production:
- au suivi de la consommation
- à celui de la production intermittente
2 - Comment faire face aux productions
extrêmes
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 72
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 73
ALLEMAGNE FEVRIER 2012
P intermittente: 62 GW
Gaz
Lignite
Eolien
Hydraulique
Nucléaire
Solaire
Charbon
Puissance
Installée GW
Production
TWh
Facteur de
charge %
Eolien onshore 82 106 15 %
Eolien offshore 16 53 37 %
Solaire 84 66 10 %
Autre Enr 15 45 40 %
Fossile 86 293 45 %
Total 283 562 23 %
Part EnR
intermittentes
70 % 40 %
Part fossiles 30 % 52 %
Modèle allemand: 40% EnR optimal
(Besoin 100GW max et 562 TWh)
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 74
(Source: Max Planck Institute , sept. 2012 IPP 18/1)
184 GW
340 milliards
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
90000
00:00
01:00
02:00
03:00
04:00
05:00
06:00
07:00
08:00
09:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
21:00
22:00
23:00
CharbonGaz
Eolien
Hydraulique
Nucléaire
Solaire
APPORT FOSSILES: 11,3 %
France: 8 décembre 2012
21 mars 2013: Tricastin 75SFEN/J-P. Pervès
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
90000
00:00
01:00
02:00
03:00
04:00
05:00
06:00
07:00
08:00
09:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
21:00
22:00
23:00
Gaz en pointe
(max 24 GW)
Gaz base 7 GW
Eolien
Hydraulique
Nucléaire
Solaire
APPORT FOSSILES: 34,2 % (max 43)
Apport éolien + solaire: 16,7 %
8 décembre 2030: scénario ADEME
(solaire 33 GW + éolien 46 GW et 47 % nucléaire annuel)
(ADEME: 7 GW gaz en pointe)
22 GW
5,5 GW
21 mars 2013: Tricastin 76SFEN/J-P. Pervès
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
90000
1
11
21
31
41
51
61
71
81
91
101
111
121
131
141
151
161
171
181
191
201
211
221
231
241
251
261
271
281
291
301
311
321
331
Nucléaire Autres ENR Hydraulique Eolien Solaire
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 77
Solaire: 3,1 %
Eolien: 20,8 %
Nucléaire: 40 %
Fossiles: 21,9 %
Hydraulique: 11,2 %
Scénario ADEME (48 % EnR électrogène)
Production/consommation France février 2030
Nucléaire 28 GW, éolien 46 GW, solaire 33 GW, consommation -21%
(épisode climatique semblable à celui du 1er au 14 février 2012)
Autres 3 %
ConsommationMW
Heures
JAN HORST KEPPLER
PROFESSEUR D’ÉCONOMIE – UNIVERSITÉ PARIS-DAUPHINE
« Les énergies intermittentes menacent la stabilité des approvisionnements électriques »
-10000
0
10000
20000
30000
40000
50000
1
22
43
64
85
106
127
148
169
190
211
232
253
274
295
316
337
358
379
400
421
442
463
484
505
526
547
568
589
610
631
652
673
694
715
736
Eolien + solaire + autres ENR Nucléaire + hydraulique + gaz
Scénario ADEME: empilement des moyens de production
Juillet 2030 (extrapolation juillet 2012 avec Eolien 46 GW, solaire 33 GW et
nucléaire 33 GW, soit 47%, et consommation – 21%)
ENR intermittentes
Nucléaire + Hydraulique + Gaz
21 mars 2013: Tricastin 78SFEN/J-P. Pervès
QUEL IMPACT ECONOMIQUE et CO2
DE L’EOLIEN ET DU SOLAIRE ELECTROGENE
(Scénario ADEME)
• Une croissance forte du prix de l’électricité
• Une création d’emplois locaux limitée car
matériel largement importé
• Des pertes d’emploi par perte de compétitivité
• Une augmentation de la consommation de gaz
• Une augmentation des rejets de gaz à effet de
serre
SFEN/J-P. Pervès 7921 mars 2013: Tricastin
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 80
La sortie du nucléaire d'ici à 2022 et la
transition vers les énergies
renouvelables pourraient coûter à
l'Allemagne mille milliard d'euros d'ici
la fin des années 2030".
Peter Altmaier, ministre allemand de
l'environnement, Mercredi 20 février 2013:
Frankfurter Allgemeine Zeitun »
Coût de la transition énergétique (40.000 €/famille)
(Union française de l’électricité)
• Au total 422 milliards € d’investissements d’ici
2025/2030
• 170 milliards € à investir dans l’efficacité
énergétique
• L’impact sur le coût de l’électricité est évalué
entre 60 et 80 €/MWh
Et 30 réacteurs arrêtés avec impact considérable
sur le personnel, les sous-traitants et les
comptes d’EDF
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 81
Que peut-on produire en moyenne en
hiver avec 1000 MW de puissance
opérationnelle (janvier/février 2012)
1000 MW
THERMIQUE
950 MW moyen
SOLAIRE
60 à 80MW
moyen
EOLIEN
230 MW moyen
82SFEN/J-P. Pervès21 mars 2013: Tricastin
Inv./MWh annuel M€/MW €/MWh annuel
Eolienne terrestre* 1,5 750
Eolienne marine* 4 1380
Solaire au sol 1,5 à 2 1400 à 1900
Solaire Domestique 3,8 4000
Centrale nucléaire de série 3,8 540
Centrale à charbon 2 284
Pourquoi les couts doivent-ils s’envoler?
Comment se comparent les investissements?
(*): hors externalités
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 83
SFEN/J-P. Pervès 84
Source: Audition de Philippe de Ladoucette, Président de la CRE
En 2020?
Photovoltaïque
2300 M€/an
Eolien
3050 M€/an
en supposant
une augmentation
du prix de
l’électricité
de référence
Quel sera le surcoût du à l’obligation d’achat
de l’éolien et du solaire
TOTAL SUR 10 ANS
CSPE: 32.000 M€
EdF:~10.000 M€
Photovoltaïque
Eolien
7.000 M€
21 mars 2013: Tricastin
Des informations
troublantes
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 85
Emplois /GW
installé
Eolien
2011
Allemagne 3550
Espagne 1450
France 3640
Qui
triche?
Source Barobilan ENR 2012
MtCO2eq 1990 2030 % 2030/1990
Consommation
énergétique de
l’industrie
89 52 -39,3%
Consommation
énergétique du
résidentiel
66 26 -59,1%
Consommation
énergétique
du tertiaire
30 13 -56,7%
Consommation
énergétique
des transports
114 105 -7,9%
Consommation
énergétique de
l’agriculture
9 6 -33,3%
Production
d’énergie
55 20 -64%
Procédés
industriels
60 40 -33%
Pratiques
agricoles
89,7 70 -22%
Déchets 15 12 -20%
Divers 35 30 -17%
TOTAL 563 373 -33,7%
CO2 de 563 (1990) à 373 (2030)
millions tonnes ???
350 en 2011!
Source ADEME
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 86
ET LE NUCLEAIRE?
ARRET PREMATURE DE FESSENHEIM
Quelles raisons?
SFEN/J-P. Pervès 8721 mars 2013: Tricastin
• Sureté insuffisante: non (autorité de sûreté, sous
réserve de travaux post Fukushima, acceptés par
EDF)
• Rentabilité insuffisante: non (EDF)
• Surproduction: non
Si le seul objectif est de ne pas dépendre d’une
source trop dominante pourquoi ne pas attendre la
fin de vie d’installations amorties et compétitives!
IMPACT ARRET FESSENHEIM: 2017
• EDF: perte brute d’EBITDA: 400 millions €/an
(4 milliards € actualisés sur 20 ans)
• Remplacement par:
– Achat électricité de substitution (50 €/MWh prix de gros): 600
millions € par an
– Ou bien, avec éolien + gaz (40% éoliennes 60% gaz):
• Investissements: 4 milliards €
• Exploitation: 530 millions €/an
• Impact sur la balance commerciale: 330 à 550
millions €/an + invest. éolien importé 1,5 à 2
milliards €
• Emission de CO2 : 2,5 à 4 millions de tonnes de
plus par an (+ 10 à 16%/2011)
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 88
Scénario 2030 ADEME
• Consommation -21 % soit de 500 à 395 TWh
• Exportation: 50 TWh
• Nucléaire 47%  222 TWh
• Coefficient de production nucléaire: 0,70
• Puissance nucléaire: 32 GW
• Arrêt de tous les 900 MW soit 34 réacteurs
• Dont: 4 Bugey + 4 Tricastin + 4 Cruas
 14.000 éoliennes de 2 MW
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 89
Conclusions: des choix clairs
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 90
 Etablir des critères
 prix de l’énergie
 bas carbone et CO2
réduction des énergies fossiles
 ressources nationales
L’appel aux énergies renouvelables
est un moyen et non un but (CEE)
QUELLE PRIORITE POUR LA FRANCE ?
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 91
Priorité aux investissements existant et rentables
et aux technologies nouvelles matures et
raisonnablement compétitives :
 Défendre le niveau de vie des français
Limiter l’obligation d’achat à 80/100 €/MWh
 Défendre les industries électro-intensives
 Privilégier les aides à l’emploi en France (et non à
l’investissement)
 Soutenir une R & D technologique à valeur
ajoutée forte
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 92
DANS LE SECTEUR ELECTRIQUE
 Etendre les utilisations de l’électricité
 Transports
 Chauffage avec pompes à chaleur
 Electrification de l’industrie
Passer de 10% à 3% d’énergies fossiles
Soit environ 12 à 15 GW solaire + éolien
Et pourquoi ne pas développer le nucléaire
 Scénario NEGATEP (C. Ackett/P. Bacher)
ET DE MANIÈRE GENERALE:
 Efficacité énergétique à rythme raisonnable
 Biomasse sans déséquilibrer les autre usages
Que dit l’OPECST
(Office parlementaire d’évaluation des choix
scientifiques et technologiques)
• OPECST 15/12/2011:
"il serait irresponsable d'estropier notre
pays en le lançant dans le vide pour
s'éviter d'attendre les 2 ou 3 décennies
indispensables à la mise au point
d'innovations suffisamment robustes »
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 93
Un développement à marche forcée privilégie les
importations depuis des pays à main d’œuvre bon marché
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 94
LE STOCKAGE D’ELECTRICITE
La planche de salut?
SFEN/J-P. Pervès 9521 mars 2013: Tricastin
SFEN/J-P. Pervès 96
HYDRAULIQUE
AIR COMPRIME
Volants
d’inertie
Super
Capacités
21 mars 2013: Tricastin
LES LIMITES DU STOCKAGE
Un facteur 100 à 1000 entre le plus performant, l’hydraulique
et le suivant, l’air comprimé
La réalité du stockage
d’électricité dans le monde (MW)
SFEN/J-P. Pervès 97
Stations de transfert par pompage (STEP) : 140.000
Air comprimé : 430 (Allemagne et US)
Batteries NaS : 400 (Japon)
Batteries plomb : 45
Batteries Li : 45
Batteries NiCd : 40
Volants d’inertie : 40
Batteries Redox : 3
ET EN France
(6 TWh: < 1 %)
21 mars 2013: Tricastin
98SFEN/J-P. Pervès21 mars 2013: Tricastin
Stockage d’électricité: peu d’options à
court terme: de 6 à 13 GW en 15 ans
(Grenelle de l’environnement) est illusoire
Le coût du stockage
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 99
Source : EPRI, Electricity Energy Storage Technology Options, A White Paper Primer on Applications, Costs, and
Benefits, Technical Update, December 2010
Note : 1 US* vaut environ 0,8 €.
Le stockage chimique
La voie hydrogène
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 100
Electrolyse de l’eau  H2  η 80 %
 Injection réseau de gaz  η total 70 %
 Production de méthane
CO2 + 4H2  CH4 + 2 H2O  η ?
 Piles à combustible  η total 30 %
SFEN/J-P. Pervès 10121 mars 2013: Tricastin
Production d’H2 par les pics éoliens(7 mois)
PART DIRECTEMENT DANS LE RESEAU
PART VERS
ELECTROLYSEURS PART VERS
ELECTROLYSEURS
7 MOIS
PART VERS
ELECTROLYSEURS
1 MOIS
Energie et santé
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 102
Electricity generation and health:
Anil Markandya et Paul Wilkinson –
Lancet 2007; 370:979-90
Evaluation du coût de la pollution atmosphérique en Europe
 102 à 169 milliards € en 2009
 dont 66 à 112 pour le secteur électrique
Revealing the costs of air pollution from industrial facilities in Europe: EEA No 15/2011
Déchets et Commission nationale d’évaluation
1. les verres et l'argile d'une couche géologique profonde sont
des barrières efficaces de confinement des produits de
fission et des actinides pour des centaines de milliers
d’années. Cette durée suffit à abaisser leur nocivité à un
niveau tel qu'elle ne pose plus de problème pour les
populations vivant au-dessus du stockage ;
2. le site géologique de Meuse/Haute-Marne a été retenu pour
des études poussées, parce qu'une couche d'argile, de plus
de 130 m d'épaisseur et à 500 m de profondeur, a révélé
d'excellentes qualités de confinement : stabilité depuis 100
millions d'années au moins, circulation de l'eau très lente,
capacité de rétention élevée des éléments ;
3. la conception de l'ouvrage à implanter - puits, galeries,
alvéoles, ventilation, scellements - et la mise au point des
méthodes et procédures nécessaires à sa sûreté, en
exploitation et après sa fermeture définitive - sont assez
avancées pour engager la phase industrielle conformément à
la loi.
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 103
21 mars 2013: Tricastin 104SFEN/J-P. Pervès
Investissements en € par MWh cumac
(cumulé et actualisé sur la durée de vie)
50 € 150 €
175 €
480 €
700 € 960 €
PRIX ELECTRICITE
MENAGE
Source UFE
SFEN/J-P. Pervès 105
2030/ 5 SCENARIOS
Emissions de CO2 dues à la production
d’électricité en Mt par an (2011: 26 Mt)
Un retrait du nucléaire ne peut qu’augmenter les émissions
Source: Commission Energie 2050(2012)
21 mars 2013: Tricastin
106
Coût de production de l’électricité (en euros/MWh)
(extrait du rapport de la Cour des comptes: février 2012)
Centrales Coût sortie centrale
(euros 2010)
Part dans le mix
électrique de la France en
2010
hydroélectricité 30 à 40 12,4%
nucléaire 33 à 50 (EPR: 60) 74,1%
charbon 70 (avec tonne de CO2 à 20
euros) à 100 (avec tonne de CO2
à 50 euros)
5,0%
gaz naturel 80 (avec t de CO2 à 20 euros) à
90 (avec t de CO2 à 50 euros)
5,8%
éolien terrestre 85  88 1,7%
éolien off-shore 250 (1er appel d’offre) 0%
photovoltaïque 200 à 380 1%
SFEN/J-P. Pervès21 mars 2013: Tricastin
Source: Rapport Energie 2050 (Février 2012)
Prix vente France: 88 entreprises et 134,3 / MWh particuliers TTC
Gramme CO2/km du puits à la roue
21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 107

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Les enjeux énergétiques de demain

  • 1. Quelles énergies pour demain? Transition énergétique: pourquoi? 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 1 Un débat verrouillé ? Une inquiétude prononcée
  • 2. 0,18 Gtep (1,5 %) 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 2 Source: key world energy statistics 2012 Pétrole Gaz Charbon Nucléaire Energies renouvelables Energies primaires: monde 2011 POPULATION MONDIALE: 8 milliard en 2025? UN SYSTÈME DIFFICILE A BOUSCULER 1986 2011 0,29 Gtep (2,2 %) 1,27 Gtep (9,7 %) Source: BP statistical review 2011
  • 3. 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 3 1980 2007 2012 1980 2012 - 50% Une réduction de 7,6 fois la surface de la France Surface de la glace de mer (septembre)
  • 4. FRANCE: FACTURE ENERGETIQUE PAR TYPE D’ENERGIE 2011 (Milliards €) SFEN/J-P. Pervès 4 EN 2011: 61,4 G€ / Déficit balance commerciale: 70 G€ 70000 50000 25000 0 M€ 940 € par français PETROLE: 48,5 mds GAZ: 12 mds 21 mars 2013: Tricastin 3,1 % du PIB
  • 5. Quel horizon • 2050  DE LA PROSPECTIVE • 2030: UN REALISME S’APPUYANT SUR DES TECHNOLOGIES PROUVEES ET ECONOMIQUEMENT ET SOCIALEMENT ACCEPTABLES  LE SYSTÈME ENERGETIQUE NE PEUT EVOLUER QUE LENTEMENT 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 5
  • 6. 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 6 Consommation d’énergie primaire (2011) France 2011: 266,4 Mtep  4 tep / français Electricité: 117 Gaz: 40 Charbon: 10 Pétrole: 83 !!! Autres et EnR: 17 Taux d’indépendance énergétique: 53,5% 250
  • 7. 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 7 Biocarb. Déchets PAC/elec, Déchets Bois Eolien Hydro 4 ans de progrès: biocarburants et déchets 8,5 % à 13% (énergie primaire/finale)
  • 8. 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 8 La consommation d’énergie finale par secteur: 161 Mtep 2011 (pertes 105TWh) (350 millions de tonnes de CO2 en 2011) Sidérurgie 3,2 % Transports 32,1 % Habitat et tertiaire: 44,1 % Industrie 17,9 %Agriculture 2,7 % LE POIDS DE L’ORGANISATION URBAINE ET DE LA MOBILITE SUR L’EFFICACITE ENERGETIQUE 76,2 % - (66 %)
  • 9. UN CONSTAT GLOBAL Les énergies fossiles représentent encore 51 % de notre énergie primaire et ont un impact lourd sur la balance commerciale  Deux secteurs dominent  Le résidentiel / tertiaire  Le transport  Poids du nucléaire non carboné et exportateur dans l’électricité  Une contribution modeste des nouvelles énergies renouvelables (hors hydraulique et bois) 9SFEN/J-P. Pervès21 mars 2013: Tricastin
  • 10. UN POINT DE VUE (2013) Forum économique mondial Forces et les faiblesses des pays face à la transition énergétique:  Meilleur système énergétique mondial: France 3ème  La France est l’un des pays développés où les émissions de CO2 sont les plus faibles 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 10
  • 11. Les nœuds du débat: 1 - Efficacité énergétique • : Réduire de 50% la consommation de l’habitat et du tertiaire (priorité à l’existant): –Investissements: 600 milliards (10 k€/p) –Economies: 71 Mtep/an (énergie finale) –Investissements: 170 €/tep économisée sur 50 ans et temps retour sur investissement faible On aura besoin de temps Convaincre les ménages sans les punir Voir étude Union Française de l’électricité 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 11
  • 12. 2 - Transports et le bâtiment (51 et 71 Mtep énergie finale sur 161) –la première génération de bio carburants est condamnée –La seconde génération de biocarburants n’est pas encore démontrée (après 2030) –Quel rôle pour la biomasse chaleur? – Quel rôle pour l’électricité (transports et bâtiment)? Les nœuds du débat: 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 12
  • 13. 3 - L’électricité doit-elle être : –une énergie largement décarbonée, à tout faire –ou chère et à combattre pour pouvoir se passer du nucléaire (Verts, Greenpeace, ADEME) Les nœuds du débat Que pouvons nous attendre de l’éolien et du solaire? 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 13
  • 14. 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 14 Impact de la RT 2012 (50 kWh final/m2xan) (gaz favorisé, solaire thermique sacrifié) 2012 COMMENT UNE REGLE TECHNIQUE VOTEE A LA SAUVETTE PEUT IMPACTER LE SECTEUR ENERGETIQUE A CONTRESENS Et comment se décident 50% de nucléaire et l’arrêt de Fessenheim! 2013
  • 15. 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 15 Allemagne/France: le match Allemagne France All./France Eolien (GW) 29,44 7,56 3,89 Photovoltaïque (GW) 32,4 3,51 9,23 Solaire thermique (Mm2) 15,2 2,75 5,53 Petite Hydro (GW) 1,74 2,13 0,82 Géothermie électrique (GW) 0,005 0,017 0,29 Géothermie chaleur (GW th) 0,12 0,391 0,31 Pompes à chaleur (GW th) 3 1,79 1,68 Biogaz (Mtep) 5,07 0,4 12,68 Biogaz électrique (TWh) 19,4 1,2 16,17 Biofuels (Mtep) 2,96 2,43 1,22 Déchets (énergie primaire Mtep) 2,4 1,25 1,92 Déchets électricité (TWh) 4,75 2,21 2,15 Biomasse solide En Prim (Mtep) 11,69 8,93 1,31 Biomasse solide chaleur (Mtep) 8,74 8,51 1,03 Biomasse solide électricité (TWh) 11,53 1,74 6,63 EnR Allemagne/France: quelles leçons? (données 2011 sauf éolien et solaire 2012) Source Barobilan ENR 2012
  • 16. SFEN/J-P. Pervès 16 • La forêt couvre 30% du territoire • Production actuelle: 9,2 Mtep/ 3,4 % • Ressource mobilisable: 31 Mtep • 2030 ??: 16,2 Mtep (ADEME 75 %) • Ressources (emplois nationaux) • bois, granulés plaquettes • branchages, sciure, paille • liqueur noire (papeteries), bagasse • taillis à rotation courte (saules, miscanthus) Concurrence avec le bois matériaux Impact écologique (pollution/biodiversité) PROPRIÉTÉ ÉCLATÉE ET TECHNICITÉ FAIBLE BIOMASSE: LA RESSOURCE BOIS/ENERGIE 21 mars 2013: Tricastin
  • 17. 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 17 Copeaux, plaquettes et granulés Collectif à privilégier Individuel
  • 18. LES BIOCARBURANTS COMMENT ON PEUT SE TROMPER! 21 mars 2013: Tricastin 18SFEN/J-P. Pervès 2,4 Mtep en 2011 0,9 % de l’énergie primaire 6 à 7% dans l’essence et le diésel
  • 19. Biocarburants de 1ère génération : une utopie devenue un contresens écologique?  arrêt en 2012 de nouvelles installations • Objectifs France: 1% en 2005 et 10% en 2015 • Economies réelles de CO2: 30 à 60 % selon les sources • Pour une voiture et 20000 km/an: 0,5 à 1,1ha • Compétition avec agriculture nourricière • Coût : 3 milliards €/an (Cours des comptes 2012) (100 €/ voiture) ESTERS  GAZOLE ALCOOL  ESSENCE 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 19
  • 20. Les carburants de deuxième génération Séduisants, complexes: dans 15/20 ans? Alcools  Essence Pas d’utilisation des terres agricoles ni arrosage, ni engrais et ni pesticides 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 20 (gain CO2: 75 %)(gain CO2: 90 %) Solutions à moyen terme:  Améliorations performances  Electriques et Hybrides rechargeables Transports en commun et covoiturage
  • 21. BIOGAZ CHALEUR • Utilisation: – Chaleur en utilisation directe ou – injection dans le réseau de gaz • France 2011: 0,4 Mtep  0,15 % 270 sites • Allemagne 2011: – 5,1 Mtep ou 1,4 % de l’énergie – Importation de ressources 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 21 6 Mtep en 2030  970 méthaniseurs/an (Ademe)
  • 22. Comment on fait du Biogaz 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 22 GAZ FAVORISER LES GRANDES INSTALLATIONS
  • 23. Valorisation de déchets renouvelables France 2011: 1,2 Mtep - Allemagne 2,4 Une croissance jusqu’en 2030: 1,6 Mtep Puis une décroissance (tri optimisé): 1 Mtep (Ademe) 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 23
  • 24. LA GEOTHERMIE CHALEUR: UNE VRAIE OPPORTUNITE NEUF ET ANCIEN 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 24 19 février 2013: J-P. Pervès SFEN/Essonne 37 GEOTHERMIE TRES BASSE T° (<30°C) (avec PAC: rendement ~ 250%) 20000 installées en 2008 Pour 400000 logements neufs GEOTHERMIE BASSE T° (55 à 85 °C) 60 installations en France en 2008 Chauffage collectif ADP • 1700 m, 70 °C • 250 m3/h à 45 °C • 11 M€ • 65 €/t CO2 RESEAUX DE CHALEUR?
  • 25. 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 25 2011: 1,3 Mtep (0,5 %) Baisse de 150 000 PAC en 2008 à 63000 en 2011 2030: 3,5 Mtep (1,3 %) soit 100.000 par an Géothermie moyenne température Réseaux de chaleur: un potentiel long terme Inégalement réparti Nouveaux quartiers Pompes à Chaleur: un vrai potentiel (géothermique et air/eau) mais recours à l’électricité pour les PAC! Obstacle RT 2012
  • 26. LE SOLAIRE THERMIQUE ET RT 2012 Une préférence étrange: le photovoltaïque 21 mars 2013: Tricastin 26SFEN/J-P. Pervès  2011: 0,16 Mtep (Allemagne 1 Mtep)  2030: 1,0 Mtep (soit 0,5 % Ep 2011)  2050: 1,8 Mtep (soit 0,7% de Ep 2011) Investissement: 5000 € Contribution solaire: ~ 3000kWh/4500 kWh (70%) Economie annuelle: 350 € Temps retour investissement: 15 ans
  • 27. 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 27 UNE USINE A GAZ DES TARIFS TROP COMPLEXES ET FLUCTUANTS UNE APPROCHE ANALYTIQUE COST-BENEFIT EST INDISPENSABLE LE SOUTIEN AUX ENR
  • 28. POTENTIEL GLOBAL ENR CHALEUR/COMBUSTIBLES 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 28 Scénario ADEME (2013) 2011 2030 2050 BIOMASSE SOLIDE 9,2 16,2 18 BIOCARBURANTS 2,9 3,2 3,5 BIOGAZ 0,4 6 9 DECHETS RENOUVELABLES 1,2 1,9 1 GEOTHERMIE 1,5 3,5 6,8 SOLAIRE THERMIQUE 0,16 1,0 1,8 TOTAL 15,4 31,8 40,1 Contribution En. Finale (Base 2011, soit 161 Mtep) 10 % 20 % ?? 25 % ??? Une contribution aux besoins hors électricité notable/modérée Une progression difficile après 2030 sauf technologies nouvelles EFFICACITE ENERGETIQUE (PRIORITE A L’EXISTANT)
  • 29. ENERGIE HORS ELECTRICITE  Transports (soutenir notre industrie) • R&D efficacité moteurs/aérodynamique véhicules • Electrification transports en commun • Véhicules électriques (urbains) et hybrides rechargeables • R&D bio carburants 2ème et 3ème génération  Bâtiments (révision RT 2012 avec limites CO2) • Efficacité énergétique commencer par le plus rentable (voir analyse Union Française électricité) • Géothermie/pompes à chaleur • Biomasse 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 29
  • 30. 21 mars 2013: Tricastin 30SFEN/J-P. Pervès Investissements en € par MWh cumac (cumulé et actualisé sur la durée de vie) 50 € 150 € 175 € 480 € 700 € 960 € PRIX ELECTRICITE MENAGE Source UFE €/MWh
  • 31. Biomasse: au mieux on a trouvé 10 à 15 % de nos besoins QUE PEUT-ON OBTENIR DE PLUS DES ENERGIES RENOUVELABLES POUR FAIRE DE L’ELECTRICITE (à 50 €/MWh)? Remplacer 10 Mtep de fossiles sur 260? Ou remplacer le nucléaire non carboné?
  • 32. SFEN/J-P. Pervès 32 ELECTRICITE: UN ATOUT FRANCAIS Maîtrise de la production: une haute technologie Effets saisonnier et hebdomadaire Septembre 2010 à août 2011 (moyennes journalières) 90.000 MW 21 mars 2013: Tricastin A chaque instant production = consommation Contrôle à 2 % de la fréquence et de la tension Rôle essentiel du nucléaire pour le suivi de charge saisonnier et en semi-base NUCLEAIRE 75% HYDRAULIQUE 12 % FOSSILES 9 % EOLIEN 2,7 % SOLAIRE 0,7 % 2012
  • 33. SFEN/J-P. Pervès 33 SUIVI DE CHARGE DU 1ER AU 10 FEVRIER 2012 (RTE) (Variation quotidienne ~20 GW/ 20%)MW 21 mars 2013: Tricastin UN NUCLEAIRE DURABLE ROLE ESSENTIEL DE L’HYDRAULIQUE (puis du charbon du pétrole et du gaz pour le suivi de charge hivernal)
  • 34. Electricité: prix mensuel moyen de production en France SFEN/J-P. Pervès 34 Prix moyen Mensuel (€ par MWh) 2011 51,8 PREVISION 2020* 82 Prix max: 241 €/MWh *Source: Audition de Philippe de Ladoucette, Président de la CRE COMBUSTIBLE (€/MWh)  NUCLEAIRE: 6  CHARBON: 23  GAZ: 45 21 mars 2013: Tricastin
  • 35. OU EST CONSOMMEE L’ELECTRICITE • Les bâtiments: 68 %  RT 2012  Gaz • L’industrie: 27 % • La sidérurgie 1,5 % • Les transports 2,2 % • L’agriculture 1,2 % 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 35 IMPORTANCE DE L’EFFICACITE ENERGETIQUE  L’habitat se renouvelle de 1% par an: les progrès seront lents  Toute augmentation de prix aura un impact social fort (Ex. CSPE)  Il faudra protéger les entreprises
  • 36. L’ALLEMAGNE: UN MODELE?  Health and Environmental Alliance (HEAL): Coût en santé publique du charbon pour l’Europe: 15,5 à 43 milliards d’euros par an  Pologne (8 mds €), l’Allemagne et la Roumanie (6 mds € chacune) totalisent la moitié de l’impact  18 000 décès prématurés, 8 500 cas de bronchite chronique,  4 millions de journées de travail perdues chaque année.  Or la France s’est imposée 23% d’EnR en 2020 et l’Allemagne n’en a accepté que 20%  Choix des Grünen: lignite/charbon/gaz plutôt que nucléaire 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 36
  • 37. 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 37 CHARBON EOLIENGAZNUCLEAIRELIGNITE SOLAIRE HYDRO TWh 50 0 62 % 20 % 62,4 GW installés 15 % (74 TWh) 150/180 milliards € Allemagne 2012: production d’électricité 482 TWh Nucléaire en France: 63 GW (405 TWh) Rapport de production: 6,5
  • 38. 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 38 Production d’électricité en Allemagne L’hiver on va au charbon! (2012) MAX: 72 GW CHARBON + LIGNITE + NUCLEAIRE + HYDRAULIQUE: 85 %
  • 39. Eolien + solaire: février 13% et mai 20,5 % Nucléaire SOLAIRE Eolien GAZ Charbon Lignite FEVRIER 2012 MAI 2012 Hydro 21 mars 2013: Tricastin 39SFEN/J-P. Pervès
  • 40. La réalité du fonctionnent les intermittentes (Allemagne 2012) P max appelée 70 GW Puissance nominale intermittente: 61,5 GW Pn = 29,5 GW Pn = 25 GW Pn = 29 GW Pn = 32 GW P réelle max journalière de 1 à 22,4 GW P réelle de 0,115 à 24 GW 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 40
  • 41. 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 41 La sortie du nucléaire d'ici à 2022 et la transition vers les énergies renouvelables pourraient coûter à l'Allemagne mille milliard d'euros d'ici la fin des années 2030". Peter Altmaier, ministre allemand de l'environnement, Mercredi 20 février 2013: Frankfurter Allgemeine Zeitun » ET NOUS ???
  • 42. LA GEOTHERMIE électrique Objectif 2030: 1,15 TWh – 0,25% Surtout dans les îles SFEN/J-P. Pervès 4221 mars 2013: Tricastin
  • 43. SFEN/J-P. Pervès 4321 mars 2013: Tricastin GEOTHERMIE Haute température (Alsace Soultz les Forêts) • 200°C à 5000 m • 125 m3/h à 175°C • Cycle de Rankin fluide organique • P = 3 à 5 MW • Rendement ~ 15/25% 2030: 1,15 TWh (0,25%) dans les îles (et avec fracturation de la roche)
  • 44.  Un bien précieux et limité  Plus de grands sites  Un triple rôle: - électricité - agriculture - eau domestique  Le rôle de stockage d’électricité  les STEP SFEN/J-P. Pervès 4421 mars 2013: Tricastin L’HYDROELECTRICITE
  • 45. 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 45 Station de transfert d’énergie par pompage (STEP) Stockage d’électricité (rendement 70 à 80 %) Le seul stockage efficace aujourd’hui
  • 46. 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 46 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 26 27 28 29 30 Puissance hydraulique (MW) - France continentale - Avril 2011 LE MEILLEUR MOYEN POUR AJUSTER LA PRODUCTION UNE SOUPLESSE FANTASTIQUE (50% besoin actuel) WE WE WE WE WE
  • 47. L’hydraulique en France: de 9 à 12 %/an de l’électricité • Puissance/Production 2012: 25,4 GW et 69 TWh – Station de pompage: 5 GW et 6,5 TWh • Stockage = 6,5% production France dont 2,5% saisonnier Objectif 2030  + 1,5 GW de STEP et 66 TWh UN MANQUE D’AMBITION 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 47 Mais protection des espaces naturels (débits réservés) ET NIMBY
  • 48. 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 48 Qu’attendre des énergies marines? Encore le concours Lépine!
  • 49. 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 49 HYDROLIENNE EDF/OPEN HYDRO  16 mètres de diamètre  900 tonnes  par 35 mètres de fond  500 kW  3000/5000 = une centrale Europe 2011 (hors la Rance) • Opérationnel: 3,25 MW • En essai: 2,3 MW MONDE 2011: 500,5 MW 240 la Rance et 255 Sihwa/Corée) Potentiel France: 5 à 15 TWh
  • 50. SFEN/J-P. Pervès 50 • Mat: 130 mètres. • Pales: 58 metres. • Pale: 16.5 tonnes. • Rotor et pales: > 300 tonnes L’EOLIEN: UNE TECHNOLOGIE MATURE 21 mars 2013: Tricastin 5 MW Made in Germany L’éolien
  • 51. Eolienne 6 MW ALSTOM offshore 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 51 Hauteur: 176 m Pales: 73,5 m de rayon  Hauteur support 25 m Poids: 150 t + 60 t + mât + fondations  Alternateur à aimants permanents Pas de boite de vitesse Il en faut 400 pour produire comme une centrale nucléaire
  • 52. 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 52 L’éolien offshore: Les techniques du pétrole offshore
  • 53. Production éolienne européenne en 2011 (TWh): faut-il imiter les allemands, les espagnols? 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 53 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Un fort développement, logique, dans des pays avec électricité charbon et/ou sans nucléaire et hydraulique TOTAL EUROPE: 172,1 TWh (5%) et 94.000 MW dont 2.800 offshore Nucléaire France 63000 MW et 442 TWh ( facteur 3,8)
  • 54. SFEN/J-P. Pervès 54 7450 MW 14,9 TWh France: production annuelle 2012: 2,7 % et puissance éolienne fin 2012: 6,2 % Une croissance soutenue 21 mars 2013: Tricastin + 23 % en 2012 + 11 % en 2012 Source RTE: bilan électrique 2012
  • 55. Eolien mars 2012/ Détail par ¼ h 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 55 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 1 6 11 16 21 26 31 Puissance Installée (6609 MW) Puissance Moyenne (1262 MW) Puissance "garantie 95%" ( 359 MW) MAX: 65% Moyenne: 19% MIN: 3% Source RTE/éCO2mix P= K x (S balayée pales) x (Vamont 2-Vaval 2) x (Vamont+Vaval) 0,66 Pn/jour
  • 56. Trois zones climatiques en France: est ce mieux?? 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 MW 5400 MW crête 6300 MW crête Septembre AoûtDécembre Mars Juin L’éolien: une énergie très intermittente Pas de corrélation production/consommation P moyenne : 22,8 % P min : 3 % P max : 70 % Source RTE/éCO2mix 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 56
  • 57. Y a-t-il une solidarité des vents en Europe? 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 57
  • 58. Une technologie coûteuse 1erAppel d’offre éolien offshore en France (avril 2012) 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 58 AREVA: 1/5 sites Alstom: 3/4 sites EDF: 4/4 sites SUEZ: 0/4 sites 498 480 450500 INFRUCTUEUX Offshore ~ 6 à 7 milliards € Coût: 230 €/MWh CSPE: 1,2 milliards €/an (20 ans) Production: 37 % EPR On shore: 88 €/MWh en 2012 4 sites retenus sur 5 1930 MW / 3000 MW
  • 59. Les coûts d’investissement de l’éolien vont-ils baisser??? OFFSHORE Une dérive continue ONSHORE Encéphalogramme plat + 370 €/kW Coûts additionnels 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 59
  • 60. D’où viennent les éoliennes françaises (2011) 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 60 PAYS PUISSANCE MW FIN 2011 ENERCON ALLEMAGNE 1600 VESTAS DANEMARK 1392 Repower DANEMARK 1298 NORDEX ALLEMAGNE 1032 GAMESA ESPAGNE 664 SIEMENS ALLEMAGNE 270 GE USA 220 ALSTOM ESPAGNE 219 VERGNET FRANCE 82 TOTAL 6777 • CA 2010: 3 G€ • Effectif 9500 (!!!) • Import: ~70 % du CA Source EurObserv’ER EMPLOI Les éoliennes offshore devraient être montées en France
  • 61. L’éolien: compliqué et faiblement efficace 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 61 • Le vent est très irrégulier et variable (intermittent) • Peu ou médiocrement prévisible • Il faut de quoi produire quand le vent faiblit: des centrales à gaz • On produit l’électricité loin des consommateurs: il faudra la transporter (Allemagne: 20 à 37 G€): Frankfurter Allgemeine Zeitung ) • On ne fabrique pas (encore) les éoliennes en France (ou très, très peu!) 2,5 % de l’électricité – 11 milliards € d’investissements
  • 62. LE SOLAIRE ELECTROGENE UNE TECHNOLOGIE DÉJÀ ETABLIE 62SFEN/J-P. Pervès21 mars 2013: Tricastin
  • 63. 21 mars 2013: Tricastin 63SFEN/J-P. Pervès LE SOLAIRE PHOTOVOLTAIQUE EN FRANCE 120/160 €/MWh 170 €/MWh 170 €/MWh 320 €/MWh
  • 64. 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 64 Le solaire photovoltaïque fin 2012 en France (+ 240% en 2011 et + 40% en 2012: effet d’aubaine?) 2011: 0,5 % de la production française d’électricité 3.500 MW 4.000.000 MWh 263.000 installations Mi-2012 1200 > 100 kW 130 > 250 kW 25 > 4000 kW (200 MW)
  • 65. Que donne un panneau solaire de un mètre carré? 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 65 1m x 1m 1000 W 150 W Électricité au maximum de midi Panneau solaire En moyenne 35 W l’été et 10 W l’hiver Plutôt adapté à la climatisation: pays chauds Mais: • jour/nuit • Nuages • été/hiver Pas le matin Pas lors du pic du soir
  • 66. 66SFEN/J-P. Pervès LES MEILLEURS RESULTATS « RECHERCHE » EN 2011 LES PERFORMANCES PLAFONNENT DEPUIS 10 ANS BAISSE DU COUT DU SOLAIRE = MAIN D’ŒUVRE BON MARCHE21 mars 2013: Tricastin Source: National Renewable Energy Laboratory USA
  • 67. 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 67 Production solaire photovoltaïque 29 au 31 août 2012 P crête 29.500 MW Puissance MW Heures Puissance installée Evolution de la puissance Rendement journalier moyen: 19 % Rendement journalier moyen: 7,2 %
  • 68. 35000 40000 45000 50000 55000 60000 65000 70000 75000 80000 85000 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Puissance Solaire (MW) -données moyennes par heure - France continentale Consommation Solaire été Solaire hiver 21 mars 2013: Tricastin 68SFEN/J-P. Pervès Solaire mi-saison P solaire MW P consommée MW
  • 69. 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 69 0 5000 10000 15000 20000 25000 Janv Janv Janv Fevr Mars Mars Avri Avri Mai Mai Mai Juin Juin Juil Juil Aout Aout Sept Sept Octo Octo Nove Nove Déce Déce Janv Janv Fevr Fevr Mars Mars Avri Avri Mai Mai Juin Juin Juil Juil Aout Aout Sept Sept Octo Octo Nove Nove Déce Déce Allemagne: évolution de la puissance photovoltaïque Janvier 2011- octobre 2012 Puissance installée Puissance produite HIVER
  • 70. Qui fabrique les panneaux photovoltaïques en 2012 La France est quasi absente % production mondiale ASIE SUD-EST 74 Dont CHINE 48 USA 5 EUROPE 13 Dont Allemagne 10 70SFEN/J-P. Pervès21 mars 2013: Tricastin
  • 71. Le solaire c’est compliqué • Il est régulier mais très variable (nuages et été/hiver) et absent lors des pointes matin et soir • Il est adapté aux pays chauds (climatisation) • Pourquoi favoriser les petites installations coûteuses plutôt que des installations industrielles? (de 300 à 120 €/MWh) 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 71 0,7 % de l’électricité – 10 milliard € d’investissement
  • 72. RENOUVELABLES ET GESTION DU RESEAU ELECTRIQUE 1 - On passe de l’ajustement de la production: - au suivi de la consommation - à celui de la production intermittente 2 - Comment faire face aux productions extrêmes 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 72
  • 73. 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 73 ALLEMAGNE FEVRIER 2012 P intermittente: 62 GW Gaz Lignite Eolien Hydraulique Nucléaire Solaire Charbon
  • 74. Puissance Installée GW Production TWh Facteur de charge % Eolien onshore 82 106 15 % Eolien offshore 16 53 37 % Solaire 84 66 10 % Autre Enr 15 45 40 % Fossile 86 293 45 % Total 283 562 23 % Part EnR intermittentes 70 % 40 % Part fossiles 30 % 52 % Modèle allemand: 40% EnR optimal (Besoin 100GW max et 562 TWh) 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 74 (Source: Max Planck Institute , sept. 2012 IPP 18/1) 184 GW 340 milliards
  • 76. 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 Gaz en pointe (max 24 GW) Gaz base 7 GW Eolien Hydraulique Nucléaire Solaire APPORT FOSSILES: 34,2 % (max 43) Apport éolien + solaire: 16,7 % 8 décembre 2030: scénario ADEME (solaire 33 GW + éolien 46 GW et 47 % nucléaire annuel) (ADEME: 7 GW gaz en pointe) 22 GW 5,5 GW 21 mars 2013: Tricastin 76SFEN/J-P. Pervès
  • 77. 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161 171 181 191 201 211 221 231 241 251 261 271 281 291 301 311 321 331 Nucléaire Autres ENR Hydraulique Eolien Solaire 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 77 Solaire: 3,1 % Eolien: 20,8 % Nucléaire: 40 % Fossiles: 21,9 % Hydraulique: 11,2 % Scénario ADEME (48 % EnR électrogène) Production/consommation France février 2030 Nucléaire 28 GW, éolien 46 GW, solaire 33 GW, consommation -21% (épisode climatique semblable à celui du 1er au 14 février 2012) Autres 3 % ConsommationMW Heures JAN HORST KEPPLER PROFESSEUR D’ÉCONOMIE – UNIVERSITÉ PARIS-DAUPHINE « Les énergies intermittentes menacent la stabilité des approvisionnements électriques »
  • 78. -10000 0 10000 20000 30000 40000 50000 1 22 43 64 85 106 127 148 169 190 211 232 253 274 295 316 337 358 379 400 421 442 463 484 505 526 547 568 589 610 631 652 673 694 715 736 Eolien + solaire + autres ENR Nucléaire + hydraulique + gaz Scénario ADEME: empilement des moyens de production Juillet 2030 (extrapolation juillet 2012 avec Eolien 46 GW, solaire 33 GW et nucléaire 33 GW, soit 47%, et consommation – 21%) ENR intermittentes Nucléaire + Hydraulique + Gaz 21 mars 2013: Tricastin 78SFEN/J-P. Pervès
  • 79. QUEL IMPACT ECONOMIQUE et CO2 DE L’EOLIEN ET DU SOLAIRE ELECTROGENE (Scénario ADEME) • Une croissance forte du prix de l’électricité • Une création d’emplois locaux limitée car matériel largement importé • Des pertes d’emploi par perte de compétitivité • Une augmentation de la consommation de gaz • Une augmentation des rejets de gaz à effet de serre SFEN/J-P. Pervès 7921 mars 2013: Tricastin
  • 80. 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 80 La sortie du nucléaire d'ici à 2022 et la transition vers les énergies renouvelables pourraient coûter à l'Allemagne mille milliard d'euros d'ici la fin des années 2030". Peter Altmaier, ministre allemand de l'environnement, Mercredi 20 février 2013: Frankfurter Allgemeine Zeitun »
  • 81. Coût de la transition énergétique (40.000 €/famille) (Union française de l’électricité) • Au total 422 milliards € d’investissements d’ici 2025/2030 • 170 milliards € à investir dans l’efficacité énergétique • L’impact sur le coût de l’électricité est évalué entre 60 et 80 €/MWh Et 30 réacteurs arrêtés avec impact considérable sur le personnel, les sous-traitants et les comptes d’EDF 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 81
  • 82. Que peut-on produire en moyenne en hiver avec 1000 MW de puissance opérationnelle (janvier/février 2012) 1000 MW THERMIQUE 950 MW moyen SOLAIRE 60 à 80MW moyen EOLIEN 230 MW moyen 82SFEN/J-P. Pervès21 mars 2013: Tricastin
  • 83. Inv./MWh annuel M€/MW €/MWh annuel Eolienne terrestre* 1,5 750 Eolienne marine* 4 1380 Solaire au sol 1,5 à 2 1400 à 1900 Solaire Domestique 3,8 4000 Centrale nucléaire de série 3,8 540 Centrale à charbon 2 284 Pourquoi les couts doivent-ils s’envoler? Comment se comparent les investissements? (*): hors externalités 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 83
  • 84. SFEN/J-P. Pervès 84 Source: Audition de Philippe de Ladoucette, Président de la CRE En 2020? Photovoltaïque 2300 M€/an Eolien 3050 M€/an en supposant une augmentation du prix de l’électricité de référence Quel sera le surcoût du à l’obligation d’achat de l’éolien et du solaire TOTAL SUR 10 ANS CSPE: 32.000 M€ EdF:~10.000 M€ Photovoltaïque Eolien 7.000 M€ 21 mars 2013: Tricastin
  • 85. Des informations troublantes 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 85 Emplois /GW installé Eolien 2011 Allemagne 3550 Espagne 1450 France 3640 Qui triche? Source Barobilan ENR 2012 MtCO2eq 1990 2030 % 2030/1990 Consommation énergétique de l’industrie 89 52 -39,3% Consommation énergétique du résidentiel 66 26 -59,1% Consommation énergétique du tertiaire 30 13 -56,7% Consommation énergétique des transports 114 105 -7,9% Consommation énergétique de l’agriculture 9 6 -33,3% Production d’énergie 55 20 -64% Procédés industriels 60 40 -33% Pratiques agricoles 89,7 70 -22% Déchets 15 12 -20% Divers 35 30 -17% TOTAL 563 373 -33,7% CO2 de 563 (1990) à 373 (2030) millions tonnes ??? 350 en 2011! Source ADEME
  • 86. 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 86 ET LE NUCLEAIRE?
  • 87. ARRET PREMATURE DE FESSENHEIM Quelles raisons? SFEN/J-P. Pervès 8721 mars 2013: Tricastin • Sureté insuffisante: non (autorité de sûreté, sous réserve de travaux post Fukushima, acceptés par EDF) • Rentabilité insuffisante: non (EDF) • Surproduction: non Si le seul objectif est de ne pas dépendre d’une source trop dominante pourquoi ne pas attendre la fin de vie d’installations amorties et compétitives!
  • 88. IMPACT ARRET FESSENHEIM: 2017 • EDF: perte brute d’EBITDA: 400 millions €/an (4 milliards € actualisés sur 20 ans) • Remplacement par: – Achat électricité de substitution (50 €/MWh prix de gros): 600 millions € par an – Ou bien, avec éolien + gaz (40% éoliennes 60% gaz): • Investissements: 4 milliards € • Exploitation: 530 millions €/an • Impact sur la balance commerciale: 330 à 550 millions €/an + invest. éolien importé 1,5 à 2 milliards € • Emission de CO2 : 2,5 à 4 millions de tonnes de plus par an (+ 10 à 16%/2011) 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 88
  • 89. Scénario 2030 ADEME • Consommation -21 % soit de 500 à 395 TWh • Exportation: 50 TWh • Nucléaire 47%  222 TWh • Coefficient de production nucléaire: 0,70 • Puissance nucléaire: 32 GW • Arrêt de tous les 900 MW soit 34 réacteurs • Dont: 4 Bugey + 4 Tricastin + 4 Cruas  14.000 éoliennes de 2 MW 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 89
  • 90. Conclusions: des choix clairs 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 90  Etablir des critères  prix de l’énergie  bas carbone et CO2 réduction des énergies fossiles  ressources nationales L’appel aux énergies renouvelables est un moyen et non un but (CEE)
  • 91. QUELLE PRIORITE POUR LA FRANCE ? 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 91 Priorité aux investissements existant et rentables et aux technologies nouvelles matures et raisonnablement compétitives :  Défendre le niveau de vie des français Limiter l’obligation d’achat à 80/100 €/MWh  Défendre les industries électro-intensives  Privilégier les aides à l’emploi en France (et non à l’investissement)  Soutenir une R & D technologique à valeur ajoutée forte
  • 92. 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 92 DANS LE SECTEUR ELECTRIQUE  Etendre les utilisations de l’électricité  Transports  Chauffage avec pompes à chaleur  Electrification de l’industrie Passer de 10% à 3% d’énergies fossiles Soit environ 12 à 15 GW solaire + éolien Et pourquoi ne pas développer le nucléaire  Scénario NEGATEP (C. Ackett/P. Bacher) ET DE MANIÈRE GENERALE:  Efficacité énergétique à rythme raisonnable  Biomasse sans déséquilibrer les autre usages
  • 93. Que dit l’OPECST (Office parlementaire d’évaluation des choix scientifiques et technologiques) • OPECST 15/12/2011: "il serait irresponsable d'estropier notre pays en le lançant dans le vide pour s'éviter d'attendre les 2 ou 3 décennies indispensables à la mise au point d'innovations suffisamment robustes » 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 93 Un développement à marche forcée privilégie les importations depuis des pays à main d’œuvre bon marché
  • 94. 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 94
  • 95. LE STOCKAGE D’ELECTRICITE La planche de salut? SFEN/J-P. Pervès 9521 mars 2013: Tricastin
  • 96. SFEN/J-P. Pervès 96 HYDRAULIQUE AIR COMPRIME Volants d’inertie Super Capacités 21 mars 2013: Tricastin LES LIMITES DU STOCKAGE Un facteur 100 à 1000 entre le plus performant, l’hydraulique et le suivant, l’air comprimé
  • 97. La réalité du stockage d’électricité dans le monde (MW) SFEN/J-P. Pervès 97 Stations de transfert par pompage (STEP) : 140.000 Air comprimé : 430 (Allemagne et US) Batteries NaS : 400 (Japon) Batteries plomb : 45 Batteries Li : 45 Batteries NiCd : 40 Volants d’inertie : 40 Batteries Redox : 3 ET EN France (6 TWh: < 1 %) 21 mars 2013: Tricastin
  • 98. 98SFEN/J-P. Pervès21 mars 2013: Tricastin Stockage d’électricité: peu d’options à court terme: de 6 à 13 GW en 15 ans (Grenelle de l’environnement) est illusoire
  • 99. Le coût du stockage 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 99 Source : EPRI, Electricity Energy Storage Technology Options, A White Paper Primer on Applications, Costs, and Benefits, Technical Update, December 2010 Note : 1 US* vaut environ 0,8 €.
  • 100. Le stockage chimique La voie hydrogène 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 100 Electrolyse de l’eau  H2  η 80 %  Injection réseau de gaz  η total 70 %  Production de méthane CO2 + 4H2  CH4 + 2 H2O  η ?  Piles à combustible  η total 30 %
  • 101. SFEN/J-P. Pervès 10121 mars 2013: Tricastin Production d’H2 par les pics éoliens(7 mois) PART DIRECTEMENT DANS LE RESEAU PART VERS ELECTROLYSEURS PART VERS ELECTROLYSEURS 7 MOIS PART VERS ELECTROLYSEURS 1 MOIS
  • 102. Energie et santé 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 102 Electricity generation and health: Anil Markandya et Paul Wilkinson – Lancet 2007; 370:979-90 Evaluation du coût de la pollution atmosphérique en Europe  102 à 169 milliards € en 2009  dont 66 à 112 pour le secteur électrique Revealing the costs of air pollution from industrial facilities in Europe: EEA No 15/2011
  • 103. Déchets et Commission nationale d’évaluation 1. les verres et l'argile d'une couche géologique profonde sont des barrières efficaces de confinement des produits de fission et des actinides pour des centaines de milliers d’années. Cette durée suffit à abaisser leur nocivité à un niveau tel qu'elle ne pose plus de problème pour les populations vivant au-dessus du stockage ; 2. le site géologique de Meuse/Haute-Marne a été retenu pour des études poussées, parce qu'une couche d'argile, de plus de 130 m d'épaisseur et à 500 m de profondeur, a révélé d'excellentes qualités de confinement : stabilité depuis 100 millions d'années au moins, circulation de l'eau très lente, capacité de rétention élevée des éléments ; 3. la conception de l'ouvrage à implanter - puits, galeries, alvéoles, ventilation, scellements - et la mise au point des méthodes et procédures nécessaires à sa sûreté, en exploitation et après sa fermeture définitive - sont assez avancées pour engager la phase industrielle conformément à la loi. 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 103
  • 104. 21 mars 2013: Tricastin 104SFEN/J-P. Pervès Investissements en € par MWh cumac (cumulé et actualisé sur la durée de vie) 50 € 150 € 175 € 480 € 700 € 960 € PRIX ELECTRICITE MENAGE Source UFE
  • 105. SFEN/J-P. Pervès 105 2030/ 5 SCENARIOS Emissions de CO2 dues à la production d’électricité en Mt par an (2011: 26 Mt) Un retrait du nucléaire ne peut qu’augmenter les émissions Source: Commission Energie 2050(2012) 21 mars 2013: Tricastin
  • 106. 106 Coût de production de l’électricité (en euros/MWh) (extrait du rapport de la Cour des comptes: février 2012) Centrales Coût sortie centrale (euros 2010) Part dans le mix électrique de la France en 2010 hydroélectricité 30 à 40 12,4% nucléaire 33 à 50 (EPR: 60) 74,1% charbon 70 (avec tonne de CO2 à 20 euros) à 100 (avec tonne de CO2 à 50 euros) 5,0% gaz naturel 80 (avec t de CO2 à 20 euros) à 90 (avec t de CO2 à 50 euros) 5,8% éolien terrestre 85  88 1,7% éolien off-shore 250 (1er appel d’offre) 0% photovoltaïque 200 à 380 1% SFEN/J-P. Pervès21 mars 2013: Tricastin Source: Rapport Energie 2050 (Février 2012) Prix vente France: 88 entreprises et 134,3 / MWh particuliers TTC
  • 107. Gramme CO2/km du puits à la roue 21 mars 2013: Tricastin SFEN/J-P. Pervès 107