Le système Électrique dans la Transition Énergétique Évolution technologique, évolution du comportement Christophe KIENY.

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1 Le système Électrique dans la Transition Énergétique Évolution technologique, évolution du comportement Christophe KIENY

2 Évolution du système électrique Evolution de la règlementation du secteur électrique Libéralisation du système Nouveaux acteurs Objectifs environnementaux européens (3*20) Objectifs de sécurité, qualité, efficacité Progrès des nouvelles technologies de production et de stockage Déploiement des infrastructures de communication

3

4 Consommation Énergétique France

5 Production d Électricité France

6 Puissances installées France

7 Les Allemands ont fait des choix

8

9 SmartGrid et stockage: pourquoi Équilibre production consommation à toute échelle de temps. Investissements réseau

10 Consommation France /06/ /01/ /01/ /12/ /12/ /12/ /12/ /12/2004 RTE

11 The need of a European network , , , ,00 Consumption is highly variable , , , , ,00 Daily consumption 2006 Série1 In time (yearly, weekly, daily,..) In type of consumer (heavy industry, domestic ) ,00 0, In space (towns, land ) Peak Semi-base Base production Production means have different characteristics (cost, ) Has limited reliability Renewables are weather and location dependent Optimizing at a larger level is better

12 Optimal production investments Demande T F C Hour by hour: marginal costs Optimal investment Diversified mix needed N Coûts annuels 0 Fil de l eau et éolien Turbines Fuel durée Coal Nucléaire 0 Durées d équilibre 8760 durée 12

13 Consommation idéale est plate? Hydraulique et renouvelable Fil de l eau: peu flexible, pas cher, permanent Éolien, PV: peu flexible, marginal pas cher, intermittent Demande nette= Demande fatal Hydraulique lac: flexible, utilisé quand c est cher, durée fonctionnement limité

14 Mix ideal sans CO2? Eolien (large echelle) Solaire Hydraulique Charge flexible Stockage? arbitrage journalier,? Saisonnier? Ecart de prix max min Rendement Tarif réseau

15 Intégration de l énergie intermittente UK Wind Farm Ouput Over 1 Month - Variable - Peu prévisible + Faible corrélation au delà de 1500 km Facteur de charge: 30 à 40% Ex : Vinon sur Verdon Le 31 mai 2009

16 Etude GB et Ireland 2030 (Poyry) Futur des moyens de base? Intérêt du stockage

17 Price and consumption summer /05/ /05/2009

18 Economical value of storage Stockage Hydraulique limite rentable aujourd hui en Europe Cas des îles Excédent de renouvelable Renouvelable en excès délesté

19 Sunday summer /05/ /05/2009

20 Price and consumption winter Coal /01/ /01/2009

21 Existing storage capacity in France Pump storage: 1,1 TWh/6 GW Postes: 430 MWh Hydraulique: 200 MWh Battery capacities for back-up Nucléaire : 200 MWh * Substation Agrégateur ou centre de conduite ElectricBoilers with storage: 60 GWh/ 10 GW Market Place Heat storage in buildings GWh Sites isolés: 140 MWh Véhicules électriques: 30 MWh 21

22 Le stockage, c est bien Mais c est encore cher Axe de recherche techno Buisness model

23 Prise en compte des aléas Frequency control (1-15 min) Balancing reserve (15 min-4 hours) Besoin de flexibilité (dont charge)

24 Les réseaux de transport et de distribution doivent évoluer 400kV/63kV HV/MV 63kV/20kV MV/LV 20kV/400V 400kV/63kV HV/MV 63kV/20kV MV/LV 20kV/400V Réseau de transport Maillé Observé et contrôlé Développement des réseaux continus (SuperGrids) Réseau de distribution Flux unidirectionnels Réseau passif Le smartgrid est une révolution

25 Besoin de réseau Européen pour éolien (Supergrid) Mutualisation entre productions Capacité de surcharge naturelle Courant max thermique Courant économique Durée d utilisation à la pointe # 3000 h Pb de tension

26 C est quoi les réseaux intelligents? intégration de deux infrastructures Le SmartGrid: Raccordement du renouvelable Flexibilité de la charge Pilotage et monitoring intelligents Technologies «internet»

27 Bénéfices attendus Missing Money

28 LES ENJEUX Exploitation des EnR Maîtrise de l énergie Intégration VE et stockage (nouveaux usages) ENJEUX Optimisation des infrastructures Qualité et sécurité de l énergie +gouvernance, financement, précarité, développement industriel

29 Vision : Des solutions différentiées par zones Plus d EnR locale et centralisées Le réseau existant sera maintenu et même renforcé (SuperGrid) Marché du stockage se développe SmartGrid permet d optimiser les investissements (importants) Une gouvernance plus locale Taux d EnR variable par pays (50 à 120 %)

30 50000 LES NOUVEAUX OBJECTIFS Gérer l intermittence des EnR 00:00 04:48 09:36 14:24 19:12 00:00 04:48 Gérer les charges flexibles Pour maîtriser La pointe de consommation SMART GRIDS Gestion innovante de l énergie à l échelle du systeme global Gérer la charge Et décharge du VE Gérer l aspect diffus (passage à l echelle) Gérer le marché de l énergie Integration consom acteur Echanges transfrontaliers

31 Productio n Transpor t Distribution Consommation Propriétaire du réseau de transport Réseaux de distribution Production classique Co mp tag eréseau de transport G r Ro és gs ui ls Conso mmate te urs es Servi u cessystè r me M a r c E h n é vi s rproducteurs oindépenda nts n n egestionnaire du mréseau de etransport nt Propriétaires des réseaux de distribution Gestionnaires des réseaux de distribution LES VERROUS UNE COMPLEXITE CROISSANTE PLACE DU STOCKAGE DANS LE SYSTÈME Contexte stochastique Complexité croissante Fiabilité Sécurité Technologies Localisation Outils Gestion de Intelligence la complexité complétant lematériel DES SOLUTIONS SMART GRIDS NECESSAIRES Gestion CONVERGENCE TIC/ENERGIE Interactions numérique physique Niveau de décentralisation de l intelligence Infrastructure TIC Couplée Réseau électrique Standardisation Interoperabilite Intégration Sociétal et économique NOUVEAUX OUTILS D INTÉGRATION ÉCONOMIQUE ET SOCIÉTAUX? comportement intrusivite Nouveaux Modèles d affaire Nouvelles filieres industrielles Outils D intégration sociétal

32 Programme de recherche Technologie Stockage et Réseau Véhicule Électrique Intégration système Co-conception TIC Energie SmartGrid SmartHome Économie Régulation Sociologie Ergonomie Buisness models

33 Sujets convergents Pilotage acceptable par utilisateurs Conseil aux utilisateurs, ergonomie Business model Régulé dérégulé Services additionnels Financement (taxe carbone, précarité, ) Bâtiment Smartgrid ready

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