Contribution actuelle et future de la force hydraulique pour l approvisionnement électrique en Suisse

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1 Contribution actuelle et future de la force hydraulique pour l approvisionnement électrique en Suisse Prof. Anton Schleiss Directeur du Laboratoire de constructions hydrauliques (LCH) de l EPFL ENERGIEFORUM SCHWEIZ Berne, le 29 avril 2013

2 Contenu de la présentation 1. Rôle particulier de la force hydraulique suisse dans l arc alpin et en Europe 2. Contribution future de la force hydraulique comme batterie dans l arc alpin et en Europe 3. Renforcement de la compétitivité grâce à la flexibilisation: Surélévation des barrages Augmentation de la capacité 4. Synergies avec des projets à buts multiples 5. Exploitation des nouveaux lacs glaciaires 6. Conclusions 2

3 Rôle particulier de la force hydraulique suisse dans l arc alpin et en Europe Allemagne France Autriche Slovénie Suisse Italie Dienstag, 18. Juni

4 Force hydraulique dans l arc alpin et en Europe Pays Puissance installée MW * Production annuelle moyenne GWh/an (2011)* Part de l énergie hydraulique dans la production totale d électricité* Allemagne ,2% Autriche ,3% France ,5% Italie ,4% Slovénie ,0% Suisse ,5% Pays alpins ,6% Europe* % * Selon Hydropower & Dams, World Atlas

5 Energie à accumulation (retenues saisonnières) Production GWh/an % de la production hydraulique Allemagne env % Autriche % France env % Italie % Slovénie - - Suisse % 5

6 Barrages > 150 m en Suisse Grande Dixence (285m) Mauvoisin (250m) Luzzone (225m) Contra (220m) Emosson (180m) Tseusier (156m) Göscheneralp (285m) Curnera (155m) Zervreila (151m) 6

7 Rôle de la Suisse comme batterie dans l arc alpin et en Europe Puissance installée des centrales hydrauliques 45% Pays alpins 73 GW Slovénie 1% Suisse 19% Suisse 19 % Allemagne 6% 6% Italie 22% France 36% Autriche 16% 16 % Europe (100% = 181 GW) Pays alpins (100% = 73 GW) 7

8 Contribution future de la force hydraulique suisse comme batterie dans l arc alpin et en Europe Dienstag, 18. Juni

9 Contribution future: augmentation de la production annuelle Réaliste selon des études du potentiel (1987 et 2004*) Augmentation brute de la production annuelle de TWh avec des conditions cadres favorables Pertes de production d env. 2 TWh après renouvellement des concessions (débit résiduel minimal exigé par la LPE) Pertes dues au changement climatique: jusqu en 2050 encore faible Augmentation nette de la production annuelle de TWh par rapport à aujourd hui (2013) dans le meilleure des cas * Etudes menées pour l OFEN par Elektrowatt Ing. (1987) et Elektrowatt- Ekono (2004) sur mandat de l OFEN 9

10 Objectifs du Conseil fédéral jusqu en 2050 Selon l étude «Le potentiel hydroélectrique de la Suisse Potentiel de développement de la force hydraulique au titre de la stratégie énergétique 2050» Conditions d utilisation actuelles Conditions d utilisation optimisées Nouvelles grandes centrales Petites centrales hydrauliques Extensions, transformations et agrandissements de grandes centrales hydrauliques Effets de la LEaux Potentiel hydraulique total (en GWh) 10

11 Jahresproduktion [GWh] Contribution future: augmentation de la production annuelle Stratégie énergétique 2050 Jahr Potentiel technique: env GWh 11

12 Problème de l approvisionnement en hiver Solde importateur exportateur (statistique sur l électricité) 12

13 Renforcement de la compétitivité de la force hydraulique suisse grâce à la flexibilisation de la production Dienstag, 18. Juni

14 Possibilités techniques offertes par les renouvellements, les extensions et les nouvelles constructions Objectifs Augmentation de la production annuelle (potentiel faible): Elle est possible surtout par l extension des installations existantes. La construction de mini-centrales au fil de l eau sur des rivières non encore exploitées n est pas raisonnable du point de vue énergétique et difficile à défendre du point de vue environnemental. Flexibilisation de la production des installations existantes et augmentation de la production en hiver primordiales et réalisables via: l accroissement des capacités de stockage de l eau l augmentation de la puissance installée l augmentation de la puissance des pompes la réalisation de bassins de compensation la mise en place de nouveaux systèmes d adduction d eau (parallèles à ceux existants) 14

15 Potentiel lié au rehaussement des barrages existants Avec des rehaussements faibles (<10%), un volume supplémentaire de 700 mio m 3 pourrait être créé via une vingtaine de projets envisageables. La production en hiver pourrait être augmentée de plus de 2 TWh, ce qui correspond à plus de 10% de la production actuelle. L augmentation des volumes des retenues est d une importance considérable pour assurer à l avenir un approvisionnement sûr et indépendant et le maintien d une position-clé de la Suisse sur le marché européen de l électricité. 15

16 Potentiel lié au rehaussement des barrages existants Exemples de projet En construction: Muttsee + 15 mio m 3 Vieux Emosson + 13 mio m 3 16

17 Potentiel lié au rehaussement des barrages existants Exemples de projets: En planification: Grimsel + 85 mio m 3 énergie produite en d hiver GWh Göscheneralp + 12 mio m 3. 17

18 Potentiel lié au rehaussement des barrages existants Rehaussements possibles: Albigna, Cavagnoli, Gebidem, Gries, Sihlsee, Klöntal, Sambuco, Ritom, Emosson, Santa Maria, Moiry, Limmern, Curnera, Nalps, Valle di Lei, Hongrin, Zervreila, Gigerwald, Mattmark, 18

19 Exploitation de synergies dans le cadre de projets à buts multiples Etude scientifique de cas sur le Rhône (projet CTI «Synergie») Projet de recherche de Ph. Heller et M. Pellaud de 2003 à 2007 Dienstag, 18. Juni

20 Synergies dans le cadre de projets à buts multiples Projet à buts multiples envisageable sur le Rhône Surface du lac artificiel 1 km 2 Volume 7,6 mio m 3 Réduction de la crue 200 m 3 /s Elimination du marnage grâce à 0,7 m de variation dans le bassin de retenue Production annuelle: 43 GWh Création de biotopes et d une réserve naturelle Création d une zone de loisir Maîtrise de l alluvionnement (atterrissement) Coûts d investissement: 200 mio CHF 20

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22 NELAK : une possible réponse au retrait des glaciers Exploitation des nouveaux lacs glaciaires Dienstag, 18. Juni

23 Cas d étude: glacier de Corbassière et aménagement du barrage de Mauvoisin 23

24 Cas d étude: glacier de Corbassière et aménagement du barrage de Mauvoisin Scénario climatique de l ETH Zurich Aménagement d une nouvelle station de pompage-turbinage de 500 MW à Corbassière Ajouté et comparé à: l aménagement actuel seul l aménagement actuel et le projet «Mauvoisin II» (augmentation de la puissance: nouvelle station de pompage-turbinage de 550 MW) Etude menée sur 3 périodes: : période de référence : mise en service du nouvel aménagement : fin du siècle 24

25 Nouvelle station de pompageturbinage de 500 MW entre Mauvoisin et Corbassière Barrage [Digue de protection] Hauteur: 40 m Longueur: 500 m Volume des retenues [en mio m 3 ] Mauvoisin: 204 Corbassière: 52 Mauvoisin reservoir 1838 to 1975 m.a.s.l. Caractéristiques Chute: m Débit T: 100 m 3 /s Débit P: 75 m 3 /s Rendement global: 75% Coûts de construction: 450 mio EUR (585 mio CHF) Power house 1800 m.a.s.l. Corbassière glacier currently 2670 m.a.s.l. Corbassière Lake 2360 to 2510 m.a.s.l. 500 m 25

26 Conclusions Grâce à ses usines hydroélectriques à accumulation situées dans les Alpes, la Suisse peut encore renforcer sa position de fournisseur d énergie de pointe et de régulation (= rôle de batterie) L augmentation de la production grâce à des nouvelles énergies renouvelables (solaire et éolienne) nécessitera plus d énergie de régulation à grande disponibilité produite par les installations hydroélectriques, ce qui augmentera l attractivité du pompage-turbinage et l agrandissement des retenues existantes lorsque les subventions auront été réduites. Pour renforcer la compétitivité de la force hydraulique suisse sur le marché européen de l électricité, la flexibilisation de la production est primordiale (notamment par l augmentation de la capacité installée et la surélévation des barrages). Le recul des glaciers met à disposition des sites pour la construction de nouvelles retenues qui peuvent compenser les pertes d énergie et augmenter la flexibilité des usines hydroélectriques à accumulation. 26

27 Merci de votre attention