Développement Durable Magazine www.ddmagazine.com La consommation et la production d électricité en France métropolitaine en 2015 Bernard CHABOT Expert et formateur en énergies renouvelables Bernard_Chabot@yahoo.fr 1
Contenu Objet, méthodologie et source des données 3 Chiffres clefs et principales conclusions 4 Rappel des évolutions historiques de la production et de la consommation: 5-9 Analyse des évolutions 2013-2015 de la production et de la consommation: 10-15 Analyses de la consommation, de la production et des échanges en 2015 16-57 2
Objet, méthodologie et source des données Ce document analyse les consommations et les productions d électricité en France métropolitaine (donc hors DOM) en 2015 à partir des données publiées par RTE et disponibles au 1/1/2016. Les données RTE utilisées sont soit au pas de 15 minutes pour les données en temps réel (ici décembre 2015), soit au pas de 30 mn pour les données consolidées (janvier à novembre 2015), soit enfin en valeurs totales mensuelles publiées dans les bases de données associées aux Aperçus mensuels de l énergie électrique (dernière parution utilisée: novembre 2015). Les données définitives sur 2015 seront publiées par RTE courant 2016, les résultats d analyse de ce document doivent donc être considérés comme provisoires. A partir des données brutes de RTE, l analyse porte sur les historiques de production, de consommation et d échanges à partir de la France, sur les courbes classées (monotones) correspondantes et sur les résultats de calcul de taux de pénétration et les facteurs de charge mensuels et annuels. Source des données de production et de puissance installée: Source RTE: http://www.rte-france.com/fr Données RTE provisoires. Données RTE pour la puissance installée en début de mois: http://www.rte-france.com Données et analyses fournies à titre gracieux, ni l auteur ni RTE ne peuvent être tenus pour responsables des conséquences de décisions découlant de l utilisation de ce document. 3
Chiffres clefs et principales conclusions Les consommations d électricité sont tendanciellement à la baisse depuis 2010. La production totale d électricité a plafonné dès 2005, avant la crise économique de 2008. Les productions mensuelles sur 2013-2015 ont toujours été supérieures à la consommation (de 15 % en 2015), la production nucléaire couvrant totalement cette dernière certains mois d été. En 2015, la production mensuelle nucléaire a été supérieure ou égale à la demande résiduelle après production [Eolien + PV] sur 4 mois, et en cumul annuel pendant 35 % des heures. L exportation a eu lieu sur plus de 99 % du temps en 2015. Le solde net moyen a été de 7,44 GW et le maximum à atteint 16,25 GW. Le solde net annuel a été de 65 TWh. La part totale d électricité ER (y compris hydraulique) est tendanciellement à la baisse sur 2013-2015 et avec 94,7 TWh en 2015 elle a été de 17,4 % de la production et de 19,9 % de la consommation (ou 18,8 % de la consommation sans le turbinage en STEPs). La production éolienne en 2015 a été de 20,8 TWh (4,4 % de la consommation), en croissance de + 3,82 TWh et + 22 % par rapport à celle de 17 TWh en 2014. La production PV en 2015 a été de 7,4 TWh (1,6 % de la consommation), en croissance de + 1,49 TWh et + 25 % par rapport à celle de 5,9 TWh en 2014. Les productions éoliennes et PV en France se complètent parfaitement suivant les saisons avec plus d éolien installé que de PV (respectivement 10,1 et 6,1 GW en fin octobre 2015) L atteinte de l objectif du PNAER de 27 % d électricité renouvelable en 2020 nécessite une forte accélération des puissances ER installées (notamment en éolien à terre et en solaire PV) et de leur productivité (notamment via des tarifs d achat incitant fortement à l utilisation des nouveaux modèles d éoliennes de la «révolution Eolienne Silencieuse» à hauts facteurs de charge y compris sur les sites peu ventés). La tendance à la baisse de la consommation, le très haut niveau actuel d exportations et le développement des ER requis dans le cadre de la directive ER et du PNAER justifient la réalisation effective de l objectif de la loi de transition énergétique de limiter à 50 % la contribution future du nucléaire (88 % de la consommation en 2015). 4
Rappel des évolutions historiques de la production et de la consommation d électricité en France 5
La production Française d électricité a plafonné avant la crise de 2008 Source: AIE, 2015 TWh Autres ER Hydro Nucléaire Fioul 2005 Gaz Charbon 6
La production d électricité a largement dépassé la consommation à partir de 1983, du fait des décisions de montée en puissance rapide de la production nucléaire et des surestimations continues des demandes futures Source données: EDF 7
Les consommations d électricité brutes et corrigées des variations climatiques sont tendanciellement à la baisse depuis 2010 8
La baisse tendancielle des consommations d électricité concerne aussi bien les moyennes que les pointes et les creux extrêmes 9
Analyse des évolutions récentes (2013-2015) de la production et de la consommation d électricité en France métropolitaine 10
Les productions mensuelles sur 2013-2015 ont toujours été supérieures à la consommation, la production nucléaire couvrant totalement cette dernière certains mois d été. La production totale d ER (y compris hydraulique) est tendanciellement à la baisse à moins de 10 TWh/mois en 2015 11
La part totale d électricité ER (y compris hydraulique) est tendanciellement à la baisse et a été de 17,4 % de la production et de 19,9 % de la consommation en 2015 12
La production hydraulique a été à la baisse ces dernières années et la production des autres ER reste trop modeste, avec à peine environ 3 TWh/mois en 2015 13
La production variable mais prévisible d éolien et de solaire PV est en légère hausse, mais insuffisante pour compenser la baisse de l hydraulique. La complémentarité de ces deux filières permet d obtenir une bonne stabilité de leur contribution combinée mensuelle 14
La pénétration de la production [Eolien + PV] a crû très faiblement d environ 4% en 2013 à 6 % en 2015, une dynamique insuffisante pour atteindre l objectifs 2020 de 27 % d ER dans la consommation brute d électricité 15
Analyses de la consommation, de la production et des échanges d électricité en France métropolitaine en 2015 16
Par rapport à la consommation estimée provisoirement à 475 TWh en 2015, les taux de pénétration ont été de 87,8 % pour le nucléaire, 7,2 % pour les fossiles et 19,9 % pour les ER, dont 7,5 % hors hydraulique répartis en 4,4 % éolien, 1,6 % PV et 1,6 % bioénergies La production totale d ER 2015 de 94,7 TWh a décru de 3,1 % par rapport à celle de 2014, du fait d un décroissance de 26 % de l hydraulique et a représenté 19,9 % de la demande. Sans le turbinage des STEPs, elle a été de 88 TWh, soit 18,8 % de la consommation La production [Eolien + PV] en 2015 a été d environ 28,3 TWh, en croissance de + 5,3 TWh et + 23 % par rapport à celle d environ 23 TWh en 2014 La production PV en 2015 a été de 7,4 TWh, en croissance de + 1,49 TWh et + 25 % par rapport à celle de 5,9 TWh en 2014 La production éolienne en 2015 a été de 20,8 TWh, en croissance de + 3,82 TWh et + 22 % par rapport à celle de 17 TWh en 2014 GWh/an, % 2015 (p) % production % conso brute dgwh (15-14) % variation (15-14)/14 2014 2013 Nucléaire 416 639 76,4% 87,8% 781 0,2% 415 857 403 703 Fossiles 34 057 6,2% 7,2% 7 077 26,2% 26 980 44 700 Hydraulique 58 943 10,8% 12,4% -9 202-13,5% 68 145 75 725 Eolien 20 840 3,8% 4,4% 3 824 22,5% 17 016 15 891 PV 7 419 1,4% 1,6% 1 490 25,1% 5 929 4 642 Autres ER 7 461 1,4% 1,6% 828 12,5% 6 633 6 288 TOTAL Prod. 545 359 100,0% 114,9% 4 798 0,9% 540 561 550 947 ER hors hydro 35 720 6,5% 7,5% 6 142 20,8% 29 578 26 820 [Eolien + PV] 28 259 5,2% 6,0% 5 314 23,2% 22 945 20 532 TOTAL ER 94 663 17,4% 19,9% -3 060-3,1% 97 723 102 545 Conso brute 474 704 87,0% 100,0% 9 373 2,0% 465 331 494 986 17
Les ER hors hydraulique ont fourni 35,7 TWh en 2015, soit 6,5 % de la production, dont [Eolien + PV] 5,2 % 18
Seuls les parcs ER hors hydraulique ont été en croissance en 2015 mais ces rythmes de croissances devraient être fortement accélérés pour assurer l objectif du PNAER de 27 % d ER électriques en 2020 dmw dec14 à nov15 (11 m.) Variation Hydraulique - 7-0,03% Eolien 949 10,4% Solaire PV 829 15,7% Autres ER 111 7,0% Nucléaire 0 0,0% Fossiles -1 189-4,9% Total 693 0,5% 19
Les facteurs de charge mensuels sont variables, y compris pour les fossiles et le nucléaire Facteurs de charge apparents (%) calculés avec la puissance installée fin 11/15 Mois Fossiles Nucléaire Eolien PV Total Hydro Bioénergies 1 29 93 30 6 33 49 2 34 88 28 9 37 50 3 23 78 26 12 33 49 4 10 69 20 18 31 44 5 4 65 21 19 34 46 6 4 68 17 22 30 46 7 7 71 19 21 21 49 8 4 68 15 18 18 51 9 11 67 23 16 19 50 10 21 73 17 11 20 51 11 27 78 35 8 19 61 12 24 85 31 6 20 31 2015 16,4 75,3 23,4 13,9 26,2 48,2 Nh (h/an) 1 436 6 595 2 052 1 216 2 294 4 219 20
La production d électricité a été supérieure de 15 % à la demande nationale en 2015, avec une différence moyenne de plus de 6 TWh/mois 21
Malgré des exportations importantes, l adaptation à la demande mène à des fortes réductions des productions nucléaires et fossiles en dehors des périodes de chauffage 22
La consommation d électricité pour le chauffage rend toujours très importante la sensibilité thermique. La différence entre saisons avec et sans chauffage est supérieure à 30 GW 23
Le rapport entre les demandes maxi et mini a été de plus de 3 en 2015 et la différence entre la base (29 GW) et la pointe maxi (92 GW) a été de 63 GW 24
La «surpointe» pendant les 10 % des heures de plus haute demande (876 heures au total en 2015) a été de plus de 21,5 GW. Pour les 1 % d heures d extrême pointe (88 h totales en 2015), le différentiel de puissance a été de plus de 9,5 GW 25
Analyse de la production nucléaire en France en 2015 26
La production nucléaire doit varier fortement pour s adapter à la demande 27
Le ratio entre la production nucléaire maximale et minimale a été supérieur à 2 en 2015 28
La production nucléaire mensuelle a été supérieure ou égale à la demande résiduelle après production [Eolien + PV] sur 4 mois en 2015 29
En 2015, la production nucléaire mesurée par pas de 30 minutes a été supérieure à la demande pendant 20 % du temps et supérieure à la demande résiduelle après la production combinée [Eolien + PV] pendant 35 % du temps 30
Analyse de la production ex-fossiles en France métropolitaine en 2015 31
La production ex-fossile est requise surtout pendant la période de chauffage. En dehors de ces périodes, elle correspond principalement à la cogénération et à la production en Corse 32
Le contenu carbone du kwh est faible (44 gco2/kwh en 2015) et il est supérieur à la moyenne annuelle pendant la période de chauffage 33
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Analyse de la production ex-er en France en 2015 35
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Analyse de la production hydraulique en France métropolitaine en 2015 39
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La production hydraulique totale a été la plus forte au premier semestre 2015, la part due au turbinage en STEPs a été quasi constante aux alentours de 10 % 42
Analyse des productions éoliennes et PV en France métropolitaine en 2015 43
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Les productions éoliennes et PV en France se complètent parfaitement suivant les saisons avec plus d éolien installé que de PV (respectivement 10,1 et 6,1 GW en 11/2015) Les valeurs de janvier à novembre sont les valeurs consolidées, celles de décembre sont provisoires 49
Pour favoriser les taux de pénétration [Eolien + PV] en hiver, il faut encore plus d éolien installé que de PV que dans le rapport actuel (respectivement 10,1 et 6,1 GW en 11/2015) Les valeurs de janvier à novembre sont les valeurs consolidées, celles de décembre sont provisoires 50
Les productivités mensuelles moyennes éoliennes et PV se combinent bien Nhj = Wh/W.jour = heures/jour = nombre d heures de fonctionnement équivalent à puissance nominale 51
Les productivités mensuelles PV sont assez stables d une année sur l autre Nhj = Wh/W.jour = heures/jour = nombre d heures de fonctionnement équivalent à puissance nominale 52
Analyse des échanges physiques et commerciaux à partir de la France en 2015 53
Les échanges physiques ont été principalement à l exportation en 2015 54
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L exportation a eu lieu sur plus de 99 % du temps en 2015. Le solde net moyen a été de 7,44 GW et le maximum à atteint 16,25 GW. Le solde net annuel a été de 65 TWh 56
Le total net d échanges commerciaux d environ 62 TWh en 2015 (versus 65,2 TWh d échanges physiques) résulte d exportations nettes mensuelles, sauf sur 5 mois avec l ensemble [Belgique + Allemagne]. Source données: RTE Mois < 0: export Ech. comm. Italie Ech. comm. Angleterre Ech. comm. Suisse Ech. comm. Espagne Ech. comm. Allem-Belg Total 1-2 002-1 083-1 800-621 554-4 952 2-1 821-1 035-1 369 364 982-2 878 3-1 775-1 156-1 393-86 263-4 147 4-1 337-1 310-763 -409-98 -3 918 5-1 391-1 408-646 -820-1 533-5 797 6-1 459-1 336-369 -752-1 966-5 881 7-1 522-1 367-414 -669-2 084-6 057 8-1 012-1 344-1 152-689 -2 492-6 689 9-1 679-1 346-487 -466-1 028-5 006 10-1 520-831 -1 372-475 -483-4 680 11-2 105-828 -2 011-1 081 288-5 737 12-2 090-1 059-2 223-1 665 894-6 143 2015-19 729-14 108-14 012-7 370-6 706-61 925 % total 32% 23% 23% 12% 11% 100% 57