sous la direction de Philippe de LADOUCETTE Président de la Commission de régulation de l'énergie Jean-Marie CHEVALIER Professeur à l'université Paris-Dauphine Directeur du Centre de Géopolitique de l'énergie et des Matières Premières L'ELECTRICITE DU FUTUR: UN DÉFI MONDIAL 3 ECONOMICA 49, rue Héricart, 75015 Paris
TABLE DES MATIERES Présentation des contributeurs V Introduction 1 Philippe de LADOUCETTE, Président de la Commission de régulation de l'énergie Jean-Marie CHEVALIER, Professeur à l'université Paris-Dauphine, Directeur du Centre de Géopolitique de l'énergie et des Matières Premières Première Partie Des réseaux électriques intelligents pour répondre aux défis du XXI e siècle 5 Chapitre 1 - La dimension européenne et française du secteur électrique 7 1. De l'utilisation du réseau électrique européen 7 2. Le fonctionnement du marché de l'électricité 9 2.1. Le marché électrique européen 9 2.2. Le marché électrique français 10 3. Une nouvelle politique énergétique 12 Chapitre 2 - Vers une économie décarbonée 13 1. La nécessaire décarbonisation de l'économie européenne 14 2. Le défi de la décarbonisation pour les réseaux électriques 16 2.1. Premier impératif : la mise en place d'un cadre réglementaire et institutionnel favorable aux investissements 17 2.2. Deuxième impératif : le développement des NTIC et de leurs applications commerciales 19 2.3. Troisième impératif : l'évolution des infrastructures énergétiques 20 3. L'intelligence des réseaux pour répondre au défi de la décarbonisation 21 3.1. Une meilleure exploitation du système électrique 21 3.2. Une meilleure efficacité énergétique 21 3.3. Le nécessaire développement de l'intelligence des réseaux... 22 Chapitre 3 - Un réseau confronté à de nouveaux défis 23 1. Vers une hausse de la demande en électricité 23 2. Vers un renouvellement du système électrique actuel 24
184 L'électricité du futur : un défi mondial 2.1. Le déclin des infrastructures de réseau 24 2.2. Les limites du réseau hiérarchique 25 3. Vers une évolution des modèles de production d'électricité 26 3.1. L'intégration d'une production décentralisée 26 3.2. L'exemple danois 27 4. Vers des réseaux électriques plus intelligents 29 4.1. Répondre à un triple objectif 30 4.2. Réorganiser le système électrique 31 Chapitre 4 - La préfiguration des réseaux intelligents 33 1. Les efforts de recherche européens sur les réseaux du futur 34 2. L'innovation au niveau des réseaux de transport d'électricité européens 35 3. La recherche et le développement des Smart grids pour les gestionnaires de réseaux de distribution 37 3.1. L'intelligence des réseaux de distribution d'électricité 37 3.2. Les quatre axes de recherche technique Smart grids 38 3.3. Le développement des Smart grids 44 4. Un réseau électrique doté de nouvelles infrastructures 46 5. Un panel d'acteurs mobilisé par le développement des Smart grids 48 Chapitre 5 - Le déploiement des réseaux électriques intelligents 51 1. Des obstacles au développement des réseaux intelligents 51 1.1. Identifier les verrous technologiques et économiques 51 1.2. Identifier les verrous sociétaux et environnementaux 53 1.3. Identifier les verrous institutionnels et régulatoires 54 1.4. L'équilibre du système global 54 2. La valeur ajoutée des Smart grids 55 2.1. Des services mieux adaptés à la demande du consommateur. 55 2.2. Un foyer d'emplois 55 3. Le financement des Smart grids 57 Deuxième Partie Les perspectives de développement des Smart grids 61 Chapitre 1 - L'avenir des réseaux électriques 63 1. La nécessité d'accroître le degré d'intelligence des réseaux électriques 63 1.1. L'émergence de la problématique Smart grids 64 1.2. Des approches différentes des réseaux électriques intelligents 66 1.3. Une vision globale du concept des Smart grids 67 2. Les cinq priorités des réseaux électriques intelligents 68 2.1. Consolider les réseaux existants parallèlement au développement de leur intelligence 68 2.2. Parvenir à une meilleure efficacité énergétique 71 2.3. Intégrer les EnR aux réseaux électriques 77 2.4. Développer des formes de stockage 82 2.5. Anticiper l'impact du déploiement du véhicule électrique sur le réseau 84
Table des matières 185 2.6. L'importance de la phase d'expérimentation des projets Smart grids 88 3. La feuille de route du développement des réseaux électriques 88 3.1. Des paramètres clés pour orienter le développement des réseaux électriques 89 3.2. Les deux appels à manifestation d'intérêt 93 3.3. Calendrier de la mise en place des réseaux électriques intelligents 95 Chapitre 2 - Une nouvelle ère industrielle 99 1. Les Smart grids : une opportunité de croissance pour l'industrie française et européenne 99 1.1. Une opportunité d'investissement 99 1.2. Une opportunité de développement technologique 102 1.3. La nécessité d'un cadre institutionnel et financier adapté au développement des Smart grids 104 2. Une «ssmart organisation» pour développer les réseaux du futur.. 106 2.1. Le rôle des NTIC dans l'évolution des réseaux électriques 107 2.2. Définition de la «Smart organisation» 107 3. Vers les réseaux du futur : la mise en œuvre des premières solutions Smart grids 112 3.1. Des solutions développées au niveau des réseaux d'électricité. 112 3.2. Des solutions développées pour le consommateur 115 3.3. Les conditions de réussite des projets Smart grids 117 Troisième Partie La place du consommateur dans le déploiement des réseaux électriques du futur 121 Chapitre 1 - Changer les comportements 123 1. Des individus prêts à modifier leurs comportements 124 1.1. Un individu scindé dans ses comportements, en quête de cohérence 124 1.2. Le compteur intelligent : un «outil de cohérence» pour l'individu : 126 2. De nouveaux comportements pour développer les solutions Smart grids 127 2.1. L'évolution du comportement des parties prenantes de l'innovation 127 2.2. Les potentiels et les limites d'un système dé concurrence 129 2.3. Une nouvelle méthode de travail pour concevoir les réseaux électriques du futur 130 Chapitre 2 - Faire du consommateur un «consomm'acteur» 133 1. Vers une nécessaire maîtrise de la consommation d'énergie 133 2. Des technologies Smart grids développées pour le consommateur. 135 2.1." Une amélioration de la qualité des réseaux électriques 135 2.2. Des outils de maîtrise de consommation d'énergie 136
186 L'électricité du futur : un défi mondial 2.3. Une nécessaire information du consommateur : le cas du véhicule électrique 148 3. Du «consomm'acteur» au «prosommateur» 148 3.1. Le consomm'acteur, acteur majeur des réseaux du futur 148 3.2. L'acceptabilité de cette révolution par le consommateur 150 Synthèse 153 Colette LEWINER, Directrice internationale de l'activité Energie, Utilities et Chimie, Capgemini CONCLUSION h -r..: 161 Christine LE BIHAN-GRAF, Directrice Générale de la Commission de régulation de l'énergie, Patrice GEOFFRON, Professeur à l'université Paris-Dauphine. ANNEXES 165 Bibliographie 169 Glossaire 173 Imprimé en Italie par LA TIPOGRAFICA VARESE Società per Azioni Italie Achevé d'imprimer en Septembre 2010 ISBN: 978-2-7178-5906-5