Davantage d électricité pour moins de CO2: la promesse des énergies renouvelables. Yves BAMBERGER

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1 Davantage d électricité pour moins de CO2: la promesse des énergies renouvelables Yves BAMBERGER

2 Des usages multiples depuis Edison Ampoules à incandescence Locomotive électrique, métro de Londres Première ligne de chemin de fer électrique en Europe Aspirateur électrique Machine à laver électrique Télévision Chauffage électrique intégré PC 1985 Pompe à chaleur géothermale Véhicule hybride rechargeable 2010? 2 -EDF R&D, Energy Day, 22 Octobre 2009

3 Une journée riche en énergie et en CO 2? Petit déjeuner Douche / eau chaude Transport Electricité Gaz Electricité Gaz Train/metro Electricité Voiture/moto Essence Au bureau Informatique Electricité Climatisation Electricité A l usine : besoins de chaleur Electricité Gaz Fioul De retour à la maison Electricité «spécifique» Cuisine Electricité Gaz 3 -EDF R&D, Energy Day, 22 Octobre 2009 Chauffage Pompe à chaleur Electricité Gaz Fioul

4 Une tendance vérifiée 25% Part de l électricité dans la consommation finale d énergies 23% FR 21% CH 19% 17% 15% 13% Japan DE EU27 USA UK 11% China 9% 7% Brazil India 5% Source Eurostat et Enerdata EDF R&D, Energy Day, 22 Octobre 2009

5 Limitation of fossil resources Climate change Energy Independence Energy Demand More electricity for less energy 5 EDF R&D, May, 2010

6 Plan 1. Du côté du citoyenconsommacteur-client 2. Du côté des producteurs d électricité 3. Les réseaux : outil de mutualisation et intégrateur des énergies renouvelables 4. L équilibre production / consommation et les émissions de CO2 6 -EDF R&D, Energy Day, 22 Octobre 2009

7 Réduire les émissions de CO 2 du transport et augmenter l indépendance énergétique: le Véhicule Hybride Rechargeable Pour 1 million de VHR utilisés à 50% en 2020 en France : - gain d 1 million de tonnes d émissions de CO2 - économie de 0,5 Mtep de carburants 7 -EDF R&D, Energy Day, 22 Octobre 2009

8 Toit Solaire actif (PV & thermal) (3 ans) ou ECS thermo PAC Air-air et ventilation & biomasse (régulation optimisée : 2 ans) Isolation renforcée Vitrage performant Stockage thermique et ventilation (5 ans) Pilotage et interface communicante Concours d architecture Bas Carbone

9 Bâti Pilotage Eclairage Gaz Bois LBC Isolation Thermique par l Extérieur Passerelles / compteur intelligent Poële optimisé Court terme Super isolants PAC à gaz Stirling micro-chp Façades actives Micro CHP bois + Moyen terme Micro-capteurs généralisés LED Pile à combustible OLED PAC ECS Therm Ventilation Solaire thermique PV Gamme PAC HP ECS thermo air ambiant Ventilation non intrusive pour rénovation Double-flux thermo-dynamique optimisé Double flux, puit canadien Systèmes solaires combinés Solaire thermique intégré à l enveloppe Toit solaire actif PVThermique PAC air-air + ventilation + stockage thermique solide PAC murale HP (bi-énergie) et émetteur thermo Air Extérieur pour collectif PV intégré bâti Refroidissement solaire

10 La Pompe à chaleur est une énergie renouvelable 1 kwh élec 3 à 4 kwh chaleur 10 -EDF R&D, Energy Day, 22 Octobre 2009

11 Pompes à chaleur : des progrès importants Le coefficient de performance (COP") a doublé en 25 ans pour les machines air/eau Cette tendance devrait se poursuivre à un rythme moins soutenu: Un COP saisonnier moyen de 3,5 est plausible en 2020 (soit COP=5 constructeur) Evolution du COP des PAC air / eau selon deux scenarios Evolution incrémentale 4 Intégration des innovations COP annuel PAC air/eau 3 2 Compresseur scroll Echangeurs à plaque Compresseur Scroll inverter Détendeur électronique Dégivrage inversion Compresseur inverter sans huile Echangeurs micro canaux Nvx cycles thermodynamiques Nvx matériaux EDF R&D, Energy Day, 22 Octobre 2009 Source ofen (suisse)

12 Plan 1. Du côté du citoyenconsommacteur-client 2. Du côté des producteurs d électricité 3. Les réseaux : outil de mutualisation et intégrateur des énergies renouvelables 4. L équilibre production / consommation et les émissions de CO2 12 -EDF R&D, Energy Day, 22 Octobre 2009

13 La construction du parc de production d EDF Production d'énergie primaire (en France) Hydraulique : avant 1946 : de quelques kw à quelques MW grands projets hydrauliques après 1946 Thermique à flammes : de quelques dizaines de MW à quelques centaines de MW dans les années parc nucléaire en exploitation : 900 MW (34), 1300 MW (20), 1450 MW (4) - 3ème génération : 1650 MW (EPR en construction) Quelques dizaines de MW pour les fermes éoliennes et les futures centrales solaires, à quelques kw pour les panneaux photovoltaïques chez les particuliers. 13 -EDF R&D, Energy Day, 22 Octobre 2009

14 Les générations de réacteurs nucléaires Aujourd hui Demain Après demain Hier Génération I UNGG CHOOZ Génération II REP (900, 1300,1450 MWe) Génération III En France EPR (1600 MWe) Génération IV 14 -EDF R&D, Energy Day, 22 Octobre 2009

15 Thermique à flammes : des progrès continus Source: Alstom Augmentation du rendement et diminution de l impact environnemental 15 -EDF R&D, Energy Day, 22 Octobre 2009

16 16 -EDF R&D, Energy Day, 22 Octobre 2009

17 Énergies renouvelables: Quels potentiels au niveau mondial et quels coûts? Rentabilité économique Hydro 2050 Biomasse 2050 Hydro 2008 Énergies marines2050 Éolien 2050 Géothermie 2050 PV 2050 Saturation Éolien 2008 Biomasse 2008 Énergies marines 2008 Géothermie 2008 Potentiels restants à exploiter Stockage et flexible Surcoût PV 2008 Stockage 17 -EDF R&D, Energy Day, 22 Octobre 2009 composante aléatoire du productible

18 Plan 1. Du côté du citoyenconsommacteur-client 2. Du côté des producteurs d électricité 3. Les réseaux : outil de mutualisation et intégrateur des énergies renouvelables 4. L équilibre production / consommation et les émissions de CO2 18 -EDF R&D, Energy Day, 22 Octobre 2009

19 Le système électrique en pleine mutation Production centralisée Stockage Dispatching Transport MDE Production répartie Centre de conduite Distribution Marché Agrégateur MDE VHR 19 -EDF R&D, Energy Day, 22 Octobre 2009

20 Plan 1. Du côté du citoyenconsommacteur-client 2. Du côté des producteurs d électricité 3. Les réseaux : outil de mutualisation et intégrateur des énergies renouvelables 4. L équilibre production / consommation et les émissions de CO2 20 -EDF R&D, Energy Day, 22 Octobre 2009

21 Des technologies qui auront une place dans le mix électrique 21 -EDF R&D, Energy Day, 22 Octobre 2009

22 Le fonctionnement du parc de production Demande hebdomadaire observée en France (semaine hiver) GW EDF R&D, Energy Day, 22 Octobre 2009

23 Le fonctionnement du parc de production Les moyens de pointe TAC (turbines à combustion) sont faciles à démarrer et arrêter Moyens de production utilisés (semaine hiver) GW Pompages et turbinages quotidiens (STEP hydrauliques) Le parc nucléaire passe de 40 GW en été à plus de 50 GW en hiver La flexibilité du parc nucléaire 0 Nucléaire Hydraulique Charbon TAC 23 -EDF R&D, Energy Day, 22 Octobre 2009

24 Insertion d énergie intermittente : comment optimiser le système? 24 -EDF R&D, Energy Day, 22 Octobre 2009

25 Insertion d énergie intermittente : comment optimiser le système? 25 -EDF R&D, Energy Day, 22 Octobre 2009

26 exemple d un arbitrage sur prix de marchés Zoom le projet de STEP de Redenat, Corrèze 26 -EDF R&D, Energy Day, 22 Octobre 2009

27 Des STEPs pour les systèmes électriques dans le monde Investissements dans des STEP dans le monde Operational Project Positionnement de quelques récentes réalisations et de projets de STEP dans le monde Kazunogawa / Japon / 2001 / proto vitesse variable Cout ( millions ) Nant de Drance / Suisse / projet 2015 Ingula / Afrique du Sud / projet 2013 Droite de référence : 1000 k / MW Asie Europe Am Nord Afrique 500 Bad Creek / USA / Puissance (MW) 27 -EDF R&D, Energy Day, 22 Octobre 2009

28 D ire c tn e tw o rk p ro v id in g Le stockage à toutes les échelles fera évoluer la situation mais quand? Projets de démonstration de CAES - consortium allemand - EPRI : 300 MW 10h et 15 MW 2h 350 MW 330 MW Direct Network providing NaS Charge NaS Discharge 310 MW 290 MW 270 MW 250 MW 230 MW 210 MW 190 MW 170 MW "La Martinique" Island Partial Production Leveling 40 MW / 150 MW.h 150 MW 1iè h 3iè h 5iè h 7iè h 9iè h 11iè h 13iè h 15iè h 17iè h 19iè h 21iè h 23iè h La Réunion Batterie NAS 1MW 7.2 MWh Ota City (Japon) 553 maisons équipées de panneaux PV 2 MW au total avec gestion locale de batteries 28 -EDF R&D, Energy Day, 22 Octobre 2009

29 Davantage d électricité pour moins de CO 2 Accroître l efficacité des usages existants de l électricité Substituer des usages utilisant les énergies fossiles par des usages de l électricité Réduire l'impact climatique des activités humaines Réduire l'utilisation des combustibles fossiles Renforcer l'indépendance énergétique de la France et de l'europe 29 -EDF R&D, Energy Day, 22 Octobre 2009

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