E-SER : Electricité produite à partir de sources d énergie renouvelables

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1 E-SER : Electricité produite à partir de sources d énergie renouvelables Systèmes de production d électricité à partir de SER Motivations au développement de l E-SER Mécanismes de soutien Marché des certificats verts (Cas de la Région wallonne) Exposé n 03 du cours ENER002 «Energies non conventionnelles» Bruxelles, 11 octobre 2005 Professeur : ir Michel Huart Faculté des Sciences Appliquées de l ULB Année académique 2005/2006 Technologies E-SER Source d énergie renouvelable Technologies E-SER Energie utile Vent Cours d eau Vague Courant marin Marée Soleil Biomasse sèche Biomasse humide Chaleur «naturelle» (géolthermie ou soleil indirect) Parc éolien (onshore et offshore) et petits aérogénérateurs Centrale hydroélectrique au fil de l eau ou à accumulation (turbine ou roue), Centrale marémotrice Système photovoltaïque, centrale solaire thermoélectrique Groupe électrogène à biomasse (bois, biogaz ou biocarburant) avec ou sans valorisation de la chaleur (Cogénération) Puits géothermique HT Electricité Musculaire Foudre

2 Parc éolien onshore Parc éolien de Ste Ode février 2003 Parc éolien offshore Middelgrunden (Dk)

3 Petite éolienne (aérogénérateur) Centrale avec bassin de retenue

4 Schéma centrale au fil de l eau Centrale pompage turbinage Une centrale de pompage/turbinage ne produit pas d E-SER. Il s agit d un système de stockage hydraulique de l énergie («Rendement» du stockage = 75%). Centrale de Coo MW m³ et 250 m de dh -8-

5 Systèmes PV dans le bâtiment Installation raccordée au réseau à Ittre 5 modules : 24V; 230 Wc = Wc Onduleur : Wc Centrale solaire capteurs cylindro paraboliques

6 Concentrateur Type Eurodish Plataforma Solar America pour moteur Stirling Centrale solaire Tour avec héliostats

7 Tour solaire Création d un courrant d air permanent par effet cheminée et effet serre. Transformation du courrant d air en électricité. Prototype en Espagne 50 kw. Projet en Australie : Cheminée de 1 km 7 km de diamètre 200 MW

8 Groupe électrogène à partir de biogaz Ferme de Faascht 2 x 80 kw e 2 x 216 kw th 1 GWh d élec/an 0,3 GWh de chaleur utile Gazoélectrogène

9 Chaudière à bois couplée à un moteur Stirling 500 W à 10 kwe Rendement de 85% dont 15 à 20% d électricité. BIOWATT developed by Sunpower Inc.(USA) and licensed to External Power, LLC (USA). This Home Power (Biowatt) is a biomass-fueling Stirling Engine System consisting of a biomass combustion chamber, Stirling engine, linear generator, control system and fuel feeding system, etc. Création de réservoir géothermique Dans zone rocheuse fracturée

10 Pourquoi soutenir l électricité produite à partir de sources d énergie renouvelables? Pq soutenir l E-SER Protéger l environnement (en comparaison avec les centrales classiques) (Gaz de combustion, gestion des déchets, facteur risque); Améliorer la compétitivité du secteur de l énergie renouvelable (marché en pleine croissance, secteur créateur de richesses); Améliorer la cohésion sociale et économique (renforcement de l activité économique et de l emploi); Sécuriser et diversifier l approvisionnement énergétique; A terme, la part des ER sera de plus en plus importante, autant s y préparer dès à présent : Pétrole: 40 ans; Charbon: 300 ans; Gaz naturel: 60 à 100 ans; Uranium 235: 40 à 60 ans Soutenir la filière au même titre que les autres filières. Peut-on soutenir l électricité verte dans le marché commun? Certaines catégories d aides sont compatibles avec le marché commun, notamment les aides en faveurs de l environnement dont les énergies renouvelables et les économies d énergie. Les critères de compatibilité sont définis par l Encadrement communautaire des aides d État pour la protection de l environnement (remédier ou prévenir les atteintes au milieu ou encourager l utilisation rationnelle des ressources). Ils permettent de couvrir la différence entre le prix de revient des production ER et le coût du marché. Encadrement communautaire (2001/C37/03) des aides d État pour la protection de l environnement - JO 03/02/ La Commission considère que les actions en faveur des économies d énergie et des énergies renouvelables entrent également dans la catégorie des actions en faveur de la protection de l environnement 6. Définition SER et E-SER 32. pour les investissements réalisés en faveur de ces énergies (ER), le taux de base de l aide est de 40% des coûts éligibles Bonus 37. Dans le domaine des ER, les coûts d investissement éligibles correspondent aux surcoûts supportés par l entreprise par rapport à une installation de production d énergie traditionnelle de même capacité en terme de production effective d énergie. 56. des aides au fonctionnement peuvent être justifiées pour couvrir la différence entre le coût de production de l énergie produite à partir de sources d énergies renouvelables, et le prix de marché de cette énergie. Option 1 Prix de rachat qui compense la différence Option 2 Marchédes CV Option 3 Coûts externes évités (max 5cEUR/kWh) -21- Option 4 - Standard

11 Dans quel cadre soutenir l électricité produite à partir de sources d énergie renouvelables? Contexte international et européen Protocole de Kyoto Réduction des émissions de gaz à effet de serre (UE : 8%, B:7,5%) Mécanismes de flexibilité (Regroupement - Marché de permis d émission MDP) Directive 96/92 - Marché communautaire de l électricité (Libéralisation, mais article 3, 2 «Etats Membres peuvent imposer aux entreprises du secteur électrique des OSP») Livre Blanc COM (97) 599 établissant une stratégie (objectif commun de 12% en 2010) et un plan d action communautaire (campagne de décollage: PV, Éolien, Biomasse et 100 communautés) 26 novembre 1997 Encadrement communautaire (2001/C37/03) des aides d État pour la protection de l environnement - JO 03/02/2001 Directive 2001/77/CE relative à la promotion de l électricité produite à partir de sources d énergies renouvelables (SER) 27 septembre 2001 Livre Blanc COM(97)599 établissant une stratégie 26/11/ Cadre général (Intro, Situation actuelle, Stratégie) La part de 6% est médiocre Les SER peuvent réduire la dépendance vis-à-vis des importations, contribuer activement à la création d emplois (PME), devenir un moteur du développement régional La croissance escomptée de la consommation d énergie dans le monde offre des débouchés prometteurs aux industries européennes qui occupent le marché des ER Le grand public préfère le développement des SER à celui de toute autre source d énergie Des mesures d accompagnement adaptées sont nécessaire en vue de favoriser le développement des ER Le prix de l énergie correspondant au cycle des combustibles conventionnels ne reflète pas actuellement l ensemble des coûts objectifs, y compris le coût externe pour la société des dommages causés à l environnement par l utilisation de ces combustibles Les technologies innovatrices souffrent du manque de confiance que manifestent les investisseurs, les pouvoirs publics et les utilisateurs, dû à la méconnaissance de leur potentiel technique et économique et à la résistance générale aux changements et aux idées nouvelles. Une stratégie globale de développement est devenue indispensable. -23-

12 Directive 2001/77/CE relative à la promotion de l électricité produite à partir de SER 27/09/01 Objet Définitions Objectifs indicatifs nationaux (UE-15 : 97_13,9% 2010_22%) Régimes de soutien Garantie d origine Procédures administratives Questions relatives au réseau Rapport de synthèses Transposition Entrée en vigueur Quelles mesures de soutien? Information et sensibilisation Instruments volontaires Instruments de nature régulatrice Choix des normes techniques et des procédures administratives Amélioration des conditions de raccordement Instruments économiques Subventions à la recherche et développement et à la démonstration Subventions à l investissement Prises de participation des autorités aux investissements Avantages fiscaux (Taxe Énergie/CO 2, Réduction des taxes dont la TVA, Exonération fiscale, ) Subsides aux études de faisabilité Régimes de soutien à la production d électricité renouvelable o Régimes de prix et/ou de primes fixes accordés aux producteurs o Régimes des primes fixes accordés aux consommateurs o Régimes des quotas par appel d offre o Régimes des quotas par un marché de certificats verts o Régimes volontaires Marketing vert o Régimes mixtes

13 Principe du marché des certificats verts e - Marché de l'électricité A Marché des certificats verts B Revenu pour le producteur e-ser : A + B Certification Le régulateur accorde des CV aux producteurs ER agréés sur base de la prod E-SER Organisation du marché des certificats verts Régulateur impose des quotas de CV aux distributeurs ( Création marché des CV) Amende pour le non respect du quota. ( Prix maximum) Obligation de rachat des CV à un prix minimum ( Prix minimum). Prix d achat du CV définit par le marché. Quels sont les impacts et conséquences pour les entreprises wallonnes de production décentralisée? Les mécanismes des certificats verts Marché physique (Via réseau électrique) E (kwh) FOURNISSEURS P (Prix kwh selon marché de l élec.) Revenu A = E x P(kWh) Revenu B = N x Q (CV) CLIENT FINAL Production électricité verte Garantie d origine CV Marché virtuel N (Certificats verts) CWaPE Revenu producteur vert = A + B FOURNISSEURS Q (Prix du CV selon marché des CV) 3% en % en 2004 QUOTA ou PENALITE

14 Flux physiques et financiers Secteur électrique: flux physique Le réseau de transport est maillé Le réseau de distribution est en étoile Production centralisée Réseau de transport Réseau de distribution Production décentralisée Consommateur final (gros) Consommateur final (petit) Flux physiques et financiers Secteur électrique: flux financier R = le tarif de raccordement (P) U = le tarif d utilisation (E) (E) F = le prix de la fourniture (le réseau n intervient pas!) E = le le tarif tarif d équilibre (uniquement (uniquement si si déséquilibre) déséquilibre) Producteur centralisé R R R U GRT U GRD U Producteur décentralisé R U U R F (E) Consommateur final (gros) (E) Consommateur final (petit) (E) F F (E) Fournisseur (E) F Responsable d équilibre

15 Obligation de rachat par le GRT (Selon l AR du ) Obligation de rachat Prix de rachat fonction de la technologie de production: éolien off-shore 90 /MWh éolien on-shore 50 /MWh hydro 50 /MWh solaire 150 /MWh autre (biomasse) 20 /MWh Obligation via l aide à la production en RW (CWaPE) Prix de rachat du CV: 65 /MWh Belgium = 1 federal administration and 3 regions Brussels Flanders Wallonia

16 Dans quel cadre légal soutenir l électricité produite à partir de sources d énergie renouvelables (2)? Contexte belge Loi du 29 avril 1999 (MB 11/05/1999) - art. 7 (Volume minimum et mécanisme financier de soutien) Contexte régional flamand Décret relatif à l organisation du marché régional de l électricité du 17/07/2000 (MB 22/09/2000) Contexte régional wallon Décret relatif à l organisation du marché régional de l électricité du 12/04/2001 (MB 01/02/2001) Contexte régional bruxellois Ordonnance relative à l organisation du marché de l électricité en RBC du 19/07/2001 (MB 17/11/2001) Notes complémentaires Article de loi : «Encadrement communautaire des Aides d Etat pour la protection de l environnement» 2001/c37/03 JO 02/02/2001 Article : «Livre blanc sue les énergies renouvelables» Commission européenne COM(97)599 Article de loi : «Directive relative à la promotion de l E-SER» 2001/77/CE JO 27/10/2001 Exposé : «L énergie verte en Wallonie» Francis Ghigny, CWaPE, 31/03/2003 Article : «Le régime des certificats verts» CWaPE, Version juin

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