Intégration des Energies Renouvelables (plan solaire et éolien Marocain) au réseau électrique au Maroc *****

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1 ReGrid Final Workshop Intégration des Energies Renouvelables (plan solaire et éolien Marocain) au réseau électrique au Maroc ***** M. Karim EL-ASSEFRY Tunis, le 9 Octobre 2014 Ingénieur Energies Renouvelables Chargé du Partenariat Energétique Maroco-Allemand(PAREMA) Direction de l Electricité et des Energies Renouvelables

2 Rencontres Ministérielles Comité de Pilotage SG BMWi/SG MEMEE plus parties prenantes Sécretariat PAREMA GIZ/MEMEE Chambre de Commerce allemande, Casablanca (AHK) Groupes de Travail GT 1 Coopération au développement et stratégies à faibles émissions de carbone via les projets Energie (Co-Chairs: BMUB/BMZ. á nommer) GT 2 Coopération en politique énergétique / Accompagnement de projets d investissement et de recherche (Co-Chairs: BMWi, à nommer) 2

3 SOMMAIRE I. Contexte général II. Problématique de l intégration des EnR III. Etude de la demande IV. Capacité d accueil V. Perspectives et conclusions 3

4 SOMMAIRE I. Contexte général 4

5 CONTEXTE ÉNERGÉTIQUE NATIONAL 2012 Consommation énergie primaire : 17,75 millions de TEP Dépendance énergétique : 96,2% Facture énergétique Consommation domestique 1.1% : 104,3 milliards de Dh : 0,54 TEP/habitant/an 2.4% 6.5% 22.2% 7.1% 60.8% Produits pétroliers Charbon+coke de pétrole Hydraulique Gaz naturel Echange d'électricité Eolien 5

6 CHIFFRES CLÉS DU SECTEUR DE L ÉLECTRICITÉ 2013 Énergie nette appelée : GWh > Taux d évolution / 2012 : 3,1% Production d électricité : GWh Solde des échanges : GWh Puissance installée : MW Pointe maximale enregistrée en 2013 : MW Répartition de la production: Hydraulique 1.1% STEP 0.1% Eolien 0.5% Fuel et Gasoil 1.7% Gaz Naturel 2.1% Charbon 4.4% 6

7 Le Maroc souhaite tirer profit de ses atouts pour augmenter la part des énergies renouvelables ATOUTS DU MAROC POUR LE DÉVELOPPEMENT DES ÉNERGIES RENOUVELABLES OBJECTIFS Potentiel "énergie renouvelable" considérable Infrastructure énergétique de transit très développée Capacité à réaliser les grands projets Cadre législatif et institutionnel attractif Important potentiel de croissance de la demande Part des énergies renouvelables dans la puissance installée totale 42% en % 2020 Hydraulique 14% Solaire 14% Eolien 14%

8 Le Maroc dispose de gisements énergies renouvelables considérables GISEMENT EOLIEN : MW ON SHORE GISEMENT SOLAIRE : 5,5 Kwh/m²/j > 6 m/s 5-6 m/s 4-5 m/s 3-4 m/s < 3 m/s Inconnu dont potential offshore > 5,5 kwh/m² 5,3 à 5,5 kwh/m² 5,0 à 5,3 kwh/m² 4,7 à 5,0 kwh/m² < 4,5 kwh/m²

9 Le maroc au cœur d un carrefour énergétique régional Le Maroc est devenu une plateforme régionale pour les échanges d électricité entre l Europe et le Maghreb Apports techniques des interconnexions : Réaction de façon solidaire des systèmes électriques interconnectés face aux événements imprévisibles Amélioration de la qualité de service des clients (stabilité de la fréquence, continuité de service par l appui mutuel des réseaux interconnectés, etc.) Maroc-Algerie Apports économiques des interconnexions : Maroc-Espagne Opportunités pour les échanges d énergie Optimisation de l utilisation des moyens de production (partage de la réserve tournante, etc) Optimisation des investissements (décalage des investissements et introduction des unités plus puissantes) Valorisation des ER à travers l export Espagne Maroc 400 kv 225 KV 2x400 kv Algérie 150 KV 90 KV Mise en service en kv en 2008 Capacité d Echange: 2400 MW 220 KV Echanges de secours 400 kv Tunisie 9

10 II. Problématique de l intégration des ER

11 Problématique de l intégration des EnR Politique énergétique du Maroc Variabilité Intermittence Incertitude 11

12 Production en MW Problématique de l intégration des EnR La production solaire Pas de production la nuit Sensible aux passages nuageux: nébulosité h 12h 12 12

13 Production en MW Problématique de l intégration des EnR La production éolienne Sensible aux rafales du vent Vitesse de vent = 0 pas de production h 4h 8h 12h 16h 20h

14 Problématique de l intégration des EnR Incertitude de la production Thermique Hydraulique Eolien Solaire Fuel Eau Vent Ensoleillement Charbon Gaz Stockage Absence Stockage 14

15 Problématique de l intégration des EnR Capacité d accueil capacité d accueil : capacité maximale d énergie renouvelable que peut recevoir un réseau électrique sans impacter la gestion offre/demande. Système électrique national au stade 2020 Prévision offre/demande Production renouvelable fatale Capacité de transport Congestion dans le réseau 15

16 Etude de la demande

17 Etude de la demande Prévoir la demande à l horizon 2020 (Développement de scénarios du cours Regrid ) Construction de la «monotone de la charge»

18 Consommation MW Etude de la demande Caractéristique de la consommation journalière nous distinguons: Le creux de consommation Le pic de midi Le pic du soir Heures 18 18

19 Puissance en MW Etude de la demande Caractéristique de la consommation hebdomadaire nous distinguons : Dimanche Samedi Lundi Jours ouvrables heures 19 Lundi Mardi Mercre Jeudi vendre samedi dimanch Heures

20 Etude de la demande Choix de la méthode Définition: Une série chronologique est une série d observations chiffrées d un même phénomène L évolution de la demande en électricité dépend de : Activité économique Le choix de la méthodes des séries chronologiques: Importance accordé au temps Démographie Faible marge d erreur Comportement des consommateurs Analyse des variations dans leur globalité Développement de nouveaux usages d électricité Série chronologique outils de développement de Scénarios regrid 20

21 Etude de la demande Approche adoptée Série primaire Série intermédiaire Prévisions L application de la méthode des séries chronologiques se fait en quatre étapes : Déterminer les multiplicateurs saisonniers Désaisonnaliser les données Déterminer l équation de la tendance Calculer les prévisions pour les périodes à venir 21

22 Multiplicateurs saisonniers Etude de la demande Prévision de la charge de l année 2020 Multiplicateurs saisonniers Dessaisonalisation février 2010 Equation Energie prévue de Avril la tendance mois de l an 2020 Mars Janvier Janvier 3642,2 Février 3654,36 Prévision pour l an Mai 2020 courbe Mars de la tendance 3666,52 Enregistrements mensuels Avril de la consommation d énergie 3678,68 entre 2008 et 2012 Moyenne L objectif mobile de sur la Mai 12 dessaisonalisation mois: est de déceler 3690,84 et d estimer les Juin effets saisonniers moy ij = 1 k pour les éliminer. x N i R ij = energie 3703 Juillet 3715,16 du mois i de l année j y ij = x ij l courbe de la tendance Energie prévue = Aout ((14.053* Indice indice mensuel) saisonnier )*Indice 3727,32 du mois y=14,05333x+1878,947 i Saisonnier Septembre 3739,48 moy ij , , , , , , Juillet Août Septembre Octobre Novembre Décembre i=k N 1 Linear (courbe de la Octobre 3751,64 tendance) 1, Novembre 1, , ,8 1, , , Décembre 3775, Somme ,96 Juin 22

23 Etude de la demande Mise à l échelle Convertir les valeurs obtenues en puissances horaires, pour les 8784 heures de l année En tenant en compte: Types de jour Variations horaires Variation saisonnières Mois heure Puissance MW JANVIER , , , , , , ,8 Décembre , , , ,16 23

24 Consomation en MW Etude de la demande Monotone de charge de l an 2020 La monotone de la charge comptabilise la durée écoulée pour une puissance quelconque Pic: 7040 MW Heures Creux: 3800 MW 24

25 La capacité d accueil

26 Consommation en MW La capacité d accueil Description du mix énergétique Consommation journalière Turbine à gaz Hydraulique EnR Heures Thermique de base 26

27 La capacité d accueil Capacité d accueil en énergie renouvelable La puissance minimale thermique P min,t = n 1 P min,i Développement de scénarios regrid A tout instant: D(t) P min,t +P EnR (t) D :la demande à l instant t P EnR : La production renouvelable P min : Puissance minimale thermique (charge résiduelle)

28 La capacité d accueil Capacité d accueil en énergie renouvelable Développement de scénarios regrid D(t) P min,t +P EnR (t) Capacité d accueil maximale en éolien : D min P min,t +P Eol,max Capacité d accueil maximale en solaire : D max P min,t + P Eol,max +P Sol,max 28

29 Puissance en MW La capacité d accueil Monotone de la charge MW Capacité solaire maximale 1340 MW monotone de la charge Production de base Safi EET ABM 3000 Capacité éolienne maximale CTJ 2000 CTK CTM 1000 JLEC 0 Heures 29

30 Consommation en MW La capacité d accueil Effet des STEP h 5h Heures Pompage: pendant les heures creuses Turbinage: pendant les heures de pointe 30

31 La capacité d accueil Effet des STEP Capacité totale des STEP prévue pour l an 2020 Site Capacité en MW Afourrare 460 Abd Elmoumen 350 I Fahsa 300 Total 1110 Sans STEP Avec STEP

32 La capacité d accueil Monotone de la puissance avec effet des STEP MW 2440 MW Monotone de la charge Production de base SAFI EET 3000 ABM CTJ CTK CTM 0 JLEC 32

33 La capacité d accueil Interconnexion avec l espagne Pic à midi Creux Heures Courbe de consommation journalière de l Espagne : Source Red Electrica 33

34 La capacité d accueil Capacité d accueil en énergie renouvelable Export via les interconnexions 2160 MW en solaire 34

35 La capacité d accueil Résultats: Capacité d accueil maximale en éolien: 2440 MW Capacité d accueil maximale en solaire: 2160 MW 35

36 La capacité d accueil Géographie de la production renouvelable Sites éoliens Sites solaire 1960 MW 1660 MW 36

37 Photovoltaïque au service système du réseau électrique! Concentration des moyens de production Dégradation de la tension au bout de ligne (zones éloignés des points de production) Ecrasement de tension au niveau de la zone sud suite à une réduction de la production éolienne simultanément au pic de la demande Centrales photovoltaïques en bout de ligne : 8 centrales PV d une puissance globale de 400 MW de tailles de 10 à 30MW Economiquement rentable :parité réseau déjà atteinte Renforcement de la sécurité d alimentation en électricité Outil de gestion du réseau Amélioration de la qualité de service fournie à la clientèle dans les régions éloignées notamment au cours de la journée 37

38 Perspectives et conclusions Perspectives Développer les méthodes de prévisions Déterminer de la capacité d accueil en tenant compte du comportement dynamique du réseau Améliorer la planification coordonnée des réseaux interconnectés 38

39 Merci de votre attention

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