Version publiée le 14 octobre

Voici où trouver la feuille de calcul qui simule production et consommation d'électricité


Note technique :
Depuis que cette feuille a été rédigée la feuille de calcul a été légèrement podifiée pour simplifier : on n'isole pas les "consommations pour auxilitaires" ; on les intègre dans la consommation finale. Cela a un effet très marginal sur les résultats.
D'autre part on introduit les composantes du coût de production des sources thermiques EnR et on a ajouté une  nouvelle source de producxtion : le gaz en base : la cogénération.




Vos commentaires seront toujours bienvenus
notamment s'ils proposent des améliorations.
Les adresser ici

à condition de ne pas trop compliquer...






Quelques résultats des simulations de la production et de la consommation d'électricité
selon plus ou moins de nculéaire, plus ou moins d'éoliennes et de photovoltaïque


Chacun peut introduire ses propres hypothèses dans le programme de simulation

Avec les hypothèses retenues ici  - et qui sont toutes explicitées sur cette feuille et sur les tableaux joints.

Si l'on estime que les coûts baisseront plus que ce qui est supposé ici, il est très facile d'introduire ses propres hypothèses ; la machine calcule les dépense sans barguigner !


- Le programme de 30 GW de photovoltaïque anoncé par le présient d'EDF le 12 décembre 2017  : plus de 80 % de la possibilité de production seront inemployés  ou très mal valorisés. Voir ici une "note brève" et  voir ici des compléments

La PPE (programmation pluriannuelle de l'énergie) : supposant que la consommation est constante, ce que nous coûterait le programme d'implantation d'éoliennes et de photovoltaïque d'ici 2023 : dépenses de 4 milliards par an pour diminuer les émissions de 10 MtCO2 par an.

- La LTE (loi de transition énergétique) : si la consommation augmente de 20 %,
     - ce que coûterait la contrainte  de ne pas augmenter la capacité nucléaire : dépenses inutiles de 8 à 10 milliards d'euros par an
     - ce que coûterait l'hypothèse "pas plus de 50 % de nucléaire" dans la consommation d'électricité   : dépenses inutiles de 16 à 19 milliards par an     

- L'hypothèse "sans  nucléaire"   : elle ne fait pas partie de la LTE mais elle est en arrière-plan de l'objectif de ramener le nucléaire à 50 % de la consommation.: si la consommation augmente de 20 % "sortir du nucléaire" obligerait à des dépenses inutiles de 50 milliards par an

- Consommation égale à celle de 2015
sans éolienne ni PV ; 50% nucléaire ; 80 % EnR ; 90 % EnR
Avec la consommation d'aujourd'hui, en reprenant les hypothèses optimistes de l'ADEME sur l'efficacité des éoliennes et du photovoltaïque, 50 % nucléaire c'est 6 milliards par an de plus que sans éolienne ni photovoltaïque ; 90 % EnR, c'est 21 milliards par an de plus.  Voir ici 

Ce ne sont pas des affirmations gratuites : le détail des hypothèses et des résultats est donné dans cette note ; le logiciel qui permet de passer des unes aux autres est également publié. Le lecteur peut donc les contrôler et éventuellement, les contester. Il peut aussi introduire ses propres hypothèses.

Voyez donc ici  la feuille de calcul mise à votre disposition.





On peut voir aussi sur cette feuille  le détail des simulations présentées dans un article paru dans la Revue de l'énergie de janvier-février 2018

La consommation est celle d'aujourd'hui ou en diminution de 12 % selon l'hyptohèse de l'ADEME ou en augmentation de 10 %

- sans éolienne ni PV
- le nucléaire à 50%
- 80% d'EnR
-90% d'EnR

On voit aussi sur cette feuille le détail des coûts de production selon RTE.




Ce que nous coûterait

le programme d'implantation d'éoliennes et de photovoltaïque d'ici 2023 - la PPE


Ce qui a été décidé par l'ancien gouvernement (la "PPE électricité renouvelable") conduit à des dépenses dont on ne voit pas à quoi elles servent.
Voici donc un calcul qui pourrait aider les nouveaux responsables de la politique de l'énergie en France.

Il est prévu d'augmenter la capacité  éolienne et photovoltaïque d'ici 2023. L'objectif minimum est :
     24,8 GW d'éoliennes (dont 3 en mer) pour 11,7 GW aujourd'hui
     18,2 GW de photovoltaïque pour 6,8 GW aujourd'hui.

Cela  obligerait à dépenser

3,4 milliards par an de plus qu'aujourd'hui sans diminuer les émissions de CO2 et en diminuant la capacité nucléaire
ou
3,8 milliards par an de plus qu'aujourd'hui sans diminuer la capacité nucléaire et en diminuant les émissions de 10 MtCO2 par an.

           Pour le détail, voir ci-dessous

Ajoutons que, d'ici 2023, on continuera d'importer l'essentiel de l'équipementt en éoliennes et PV alors que les réacteurs nucléaires sont produits en France et que les importations d'uranium coûtent quelques pourcents seulement de l'électricité produite.

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Simulation de la PPE renouvelable (programmation de la production d'électricité renouvelable) à consommation constante


La PPE fixe des objectifs pour 2023 de capacité éolienne et photovoltaïque., un objectif haut et un objectif bas. On étudie ici l'effet de l'objectif bas.

La capacité de production éolienne passerait de 10,3 GW en 2015 à: 24,8 GW (terrestre : 21,8 GW  ;  en mer 3 GW)
La capacité photovoltaïque passerait de 6,2 GW à 18,2 GW.
       

On présente ici deux hypothèses :
1-  la capacité nucléaire est inchangée ; donc la production à partir d'énergie fossile les émissions de CO2 diminuent. De combien, à quel coût ?
2- la capacité nucléaire diminue et les émissions de CO2 ne changent pas. Quelle est l'augmentation de dépenes par rapport au statu quo ?

Utilisation du logiciel de simulation 

- il rend compte de la situation actuelle
- il calcule la capacité de production et
les quantités produites à partir d'énergie fossile et, dans la seconde.hypothèse, la capacité nucléaire
- il calcule les dépenses par mode de production et les dépenses totales.
Pour le calcul des dépenes, les réacteursnucléaires existants posent un dilemme  : faut-il considérer leur "coût de développement" qui incopore toutes les dépenses depuis la construction jusqu'au démantèlement ou seulement les dépenses à venir jusqu'à la fin de vie ? La question ne se pose que lorsque l'on veut comparer deux situations où la capacité nucléaire n'est pas la même. Dans ce cas, on évite ici le dilemme en calculant les dépenses liées à la baisse de capacité nucléaire, à l'augmentation de la capacité de production à partir de gaz et à de nouvelles capacités éoliennes
-
il ne compte pas lesdépenses de l’hydraulique de fleuve ou de barrage ni les dépenses liées aux Steps ; ces dépenses sont les mêmes dans les différents jeux d'hypothèses.
-
il ne calcule pas le surcoût de réseau causé par l'intermittence des productions ; on l'évalue ici à 20 €/MWh.

La situation de référence : une simulation approchée de la situation en 2015

Les hypothèses retenues figurent sur ce tableau.

Voici les principales

Consommation finale :  422 TWh
Moyens de production
Nucléaire :            63,10 GW       
Eolien :                 10,3 GW sur terre 
Photovoltaïque 
: 6,2 GW
Production éolienne et PV : 28,2 TWh
Capacité de production et production à partir d'énergie fossile : 34,6 GW et 23,4 TWh                 
La capacité de production à partir d'énergie fossile est calculée à partir de la pointe de consommation, en en enlevant les puissances garanties par les divers moyens de production et par les Steps et en ajoutant une capacité de précaution. La puissance garantie par les éoliennes est de 2 % de leur capacité nominale.

Dépenses

Dépenses de production à partir de gaz :                                                3,6 G€/an - milliards d'euros par an
Dépenses de production hors hydraulique
                                           33,6 G€/an   en comptant le nucléaire avec le coût d'un nucléaire nouveau

Surcoût de dépenses de réseau dû à l'intermittence :                           0,6 G€ par an
Total  des dépenses                                                                                 34,2 G€ par an

Simulation de la PPE renouvelable pour 2023, bas de la fourchette : deux scénarios  avec maintien ou avec baisse de la capacité nucléaire

         Ce qui est commun aux deux scénarios simulant l'application de la PPE renouvelable
            Eolien
: capacité totale : 24,8 GW (terrestre : 21,8 GW  ;  en mer 3 GW)     
            PV : 18,2 GW supposé ici en toiture
            Production à partir de vent et de soleil : 74 TWh
          
Surcoût de réseau dû à l'intermittence : 1, 5 G€ par an.

1- Maintien de la capacité nucléaire à 63 GW et diminution des émissions de CO2      Voir le détail sur  ce tableau

Production à partir d’énergie fossile : 12,8 TWh  10,6TWh de moins que dans la situation de référence
Emissions évitées : supposant qu’on arrête les modes de production à partir de fossile les plus émetteurs : 0,8 t CO2 par MWh, soit 10 MtCO2
Production nucléaire pour la consommation nationale               : 326 TWh
Dépenses de producxtion à partir de gaz :                                      3,2 G€/an
Dépenses de production avec le coût d'un nucléaire nouveau  36,3 G€/an  hors hydraulique
Surcroît de dépenses de réseau dû à l'intermittence  :                  1,5 G€/an 
Total des dépenses                                                             :              37,8 G€/an
 Différence avec la situation de référence :                                    3,8 G€/an

2- Réduction de la capacité nucléaire sans diminuer les émissions de CO2

La production à partir d'énergie fossile est de 23,4 TWh.  Ici la feuille de calcul permet très facilement de trouver ce que devrait être la capacité nucléaire

Capacité nucléaire :                                                            57,5 GW, soit 5,5 GW de moins que dans la situation précédente, produisant 316 TWh/an
Capacité de production à partir de gaz :                          38,8 GW
Dépenses de production à partir de gaz :                         4 G€/an

Par rapport à la situation précédente les différences de dépenses sont
  D'une part les économies faites sur le nucléaire en frais de gestion  des centrales qui seront fermées, et en dépenses de remise à niveau de ces réacteurs.
   D'autre part en augmentation des dépenses de production à partir de gaz, notamment l'investissement.

Les économies faites sur le nucléaire
La feuille de calcul permet de voir cela siplement. Ces deux situations diffèrent seulement par la capacité nucléaire et par la capacité de production à partir de gaz. L'investissement relatif aux 5,5 GW nucléaire qui sont maintenus dans le premier cas et non dans le second est le montant de leur mise à niveau ; il est diminué par le fait que le démantèlement est reporté dans le temps. Au total, on compte ici 1000 €/kW sur 20 ans. Si on écrit cela sur la feuille de calcul et que l'on compare une situation avec 63 GW et une autre avec 57,5 GW, la différence entre les deux est de 1200 M€/an.
Elle s'analyse ainsi :
    l'annuité de l'investissement qui permet de prolonger la durée de vie de 5,5 GW : 449 M€/an
    Les frais de gestion de 5,5 GW : 616 M€/an
     Les frais variables de la production de 14 TWh : 136 M€.

Les dépenses supplémentaires de production de gaz
Si l'on baisse la capacité nucléaire de 5,5 GW, la capacité à partir de gaz doit être augmentée de 4,8 GW (en tenant compte du coefficient de disponibilité du nucléaire). De plus la consommation de gaz sera supérieure de 13 TWh. Au total l'augmentation des dépenses serait de 772 M€/an.


Conclusion : coût de la PPE renouvelable
(24,8 GW éolienne et 18,2 GW PV) par rapport à la situation actuelle (11 GW d' éolien et 6,5 GW de PV)

Augmenter la capacité éolienne et PV selon les objhectifs de la PPE - hypothèse basse- en maintenant la capacit nucléaire obligerait à dépenser 3,8 milliards d'euros par an de plus que la situation actuelle. Diminuer la capacité nucléaire de 5,5 GW réduirait ce surcoût de seulement 430 M€/an. Maintenir la capacité nucléaire permet de diminuer les émissions de 10 MtCO2.




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La loi de transition énergétique dit : pas plus de 63 GW nucléaire ; pas plus de 50 % de nucléaire
combien de dépenses inutiles ?

Réponse : si la consommation d'électricité augmente de 20 % : de 10 ou 15 milliards d'euros par an

L'hypothèse sans nucléaire : une multiplication du coût par plus de deux


Ces résultats sont intuitifs. L'apport de cette page est de permettre à chacun de voir en détail les composantes des dépenses et, à l'aide de la feuille de calcul mise à disposition, de tester d'autres hypothèses, de voir la sensibilité des dépenses à leurs différentes composantes - bref la possibilité de discuter avec ceux qui nous donnent le résultat de leurs réflexions dans un paquet bien ficelé.


Supposons que la consommation augmente de 20 % et que l'on ne veuille pas consommer plus de gaz fossile qu'aujourd'hui

1- Si l'on ne veut pas augmenter la capacité nucléaire, c'est possible avec plus d'éolien et de photovoltaïque : cela obligerait à dépenser 10 milliards d'euros par an de plus que sans éolienne ni photovoltaïque - voir ici 

2- si l'on veut limiter la part du nucléaire dans la consommation d'électricité à 50 %, c'est possible avec encore plus d'éolien et de phtovoltaïque : cela nous ferait dépenser 15  milliards de plus qu'avec plus de nucléaire et sans éolienne ni photovoltaïque. voir ici

3- vouloir se passer de nucléaire aurait pour effet d'augmenter les dépenses annuelles de 55 milliards d'euros, ce qui multiplierait le coût de production par 2,4, le portant à 191 €/MWh.  voir ici 

Ces résultats dépendent entre autres choses du coût de l'éolien qui, notamment en Mer du Nord, semble diminuer sensiblement si l'on en croit les résultats des derniers appels d'offres. Mais le coût de l'éolien en mer sur les côtes françaises sera toujours beaucoup plus élevé qu'en Mer du Nord.

Ces résultats peuvent être vérifiés ou contestés en quelques clics à l'aide de cette feuille de calcul .

.les tableaux montrant les hypothèses et les principaux résultats une page, en un coup d'oeil
la cacpacité nucléaire est limitée à 63 GW :

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Une consommation en hausse de 20 %

Si la consommation d'électricité augmente de 20 % (augmentation de la population, remplacement du fioul et du gaz pour le chauffage, du carburant dans les voitures, domotique, santé, communications, etc.), elle sera de 513 TWh. On ne veut pas que la production à partir de gaz fossile dépasse 20 TWh


1- si on s'interdit d'augmenter la capacité nucléaire, qui est de 63 GW : 40 GW d'éolien, 22 GW de photovoltaïque  un électrolyseur de 5 GW voir ici


2- pour limiter la part de la consommation nucléaire à 50 %, une capacité nucléaire réduite à 47 GW ,  80 GW d'éolien dont 23 en mer, 52 GW de photovoltaïque et une capacité d'électrolyse de
10 GW qui consommera une partie de l'électricité dont on n'a pas besoin de suite pour produire de l'hydrogène qui servira à produire du méthane puis de l'électricité plus tard. Comme la capacité de pointe doit rester la même quelle que soit la production éolienne et photovoltaïque, qui peut être nulle, la capacité de production à partir de gaz doit être augmentée en même temps que la capacité nucléaire est diminuée.  voir ici 

3-
si on décide de ne pas augmenter la capacité éolienne et PV : une capacité nucléaire de 75 GW sans électrolyse, avec 10,3 GW d'éolien et  6,2 GW photovoltaïque voir ici 

4 - si on arrête toute production nucléaire et que l'on augmente la capacité éolienne et photovoltaïque en acceptant toujours de produire 20 TWh à partir de gaz : Il serait possible de répondre à la demande avec 184 GW éolien dont 100 en mer, 180 GW solaire, un électrolyseyr de 50 GW, d'importants déplacements de consommation  et une grosse capacité de batteries. Voir ici.


****
Les hypothèses chiffrées

Consommation : elle augmente de 20 %  ; elle est 513 TWh
Production à partir de gaz fossile : 20 TWh/an

Données physiques communes aux scénarios

- Pertes en ligne : 8 % ; auxiliaires : 25 TWh
- Nucléaire : production minimum : 10 GW ; flexibilité : plus ou moins 30 % en une heure; coefficicent de disponibilité, en moyenne 79 %, pouvant atteindre 93% pendant les mois d'hiver.
- Eolien : il sera en partie sur terre et en partie sur mer ; le taux de charge sur terre est de 2250 heures ; en mer de 3500 heures .
       Note : selon des appels d'offres récents, l'équivalent en nombre d'heures de fonctionnement à pleine charge pourrait être supérieur ; on cite 2500 h sur terre et jusqu'à 4300 heures en Mer du Nord.
- PV : durée de fonctionnement : 1100 heures ; le PV est sur toiture et sur le sol
- Production à partir de fleuve : 40 TWh ; de lacs de montagne 18 TWh, gérés comme en 2013 ; de sources therrmiques non fossiles : 8 TWh
- Capacité des batteries : 0 GWh
- Pas d'effacement temporaire ni définitif
- Capacité des Steps : 90 GWh d'électricité restituée : durée de charge ou de décharge : 20 h
- Rendement de la méthanation : 25 %

Surcoût de réseau du fait de l'intermittence (sous-utilisation des infrastructures, régulations infrahoraires): 20 €/MWh.

Les coûts :
Taux d'actualisation :  5 %
Nucléaire neuf : investissement, y compris les dépenses lointaines, comptées après actualisation : 5000 €/kW ce qui donne un coût en ruban de 60,5 €/MWh à 5% (il serait de
80 €/MWh à 8%),  Existant : 1000 € sur 20 ans.
Dans un scénario avec des réacteurs existants et des réacteur nouveaus on fait deux calculs Le premier retient une valeur intermédiaire des investissements neufs et existants : par exemple pour 65 GW existants et 10 GW nouveaux, l'investissement est compté pour 2000 €/kW sur une durée de 60 ans. Le second suppose que toues réacteurs sont neufs, ce qui sera vrai à long terme.

Eolien : coût de l'investissement sur terre : 1400 €/kW ; sur mer : 3500 €/kW ; coût de production  sur terre : 61  €/MWh ; en mer 105 €/MWh
Photovoltaïque :  sur toiture :  investissement 1500 €/kW ; coût :  111
€/MWh ; sur sol : investissement : 800 €/kW, 70 €/MWh
Méthanation :  investissement (électrolyseur, production de méthane, stockage) : 1700 € par kW de capacité de l'électrolyseur
Production à partir de gaz fossile ou manufacturé : CCG : investissement 1100 €/kW ; rendement : 50% ;  coût du gaz fossile 20 $/MWh thermique
                                                moyen de pointe : 550 €/kW

Supposons que l'on se donne pour but de limiter la production d'électricité à partir de gaz fossile à 20 TWh/an

  Si la capacité nucléaire est la même qu'ajourd'hui, soit 63 GW,  alors que la consommation aura augmenté de 20% pour atteindre 513 TWh
voir  le tableau des hypothèses et des principaux résultats avec le coût des nouveaux réacteurs
 Consommation à partir de gaz fossile : 20 TWh/an
    
Eolien : 40 GW seulement sur terre , solaire  : 22 GW ; Electrolyse : 5 GW
     Capacité de production à partir de gaz : 46,5 GW dont, CCG : 26,5 GW; moyens de pointe : 20 GW
    dépenses de production et stockage, hors la production hydraulique  : 29,3 G€/an  avec les réacteurs existants ; 40,9 G€/an avec des réacteurs nouveaux.
    Production éolienne et PV directement consommée : 110 TWh   ; surcoût de réseau : 2,2 G€/an
     dépenses totales : 35,8  G€/an montant progressivement à au fur et à mesure du remplacement des réacteurs existants par des réacteurs nouveaux à 47 G€/an
Les dépenses totales seraient de 38 G€ montant à 49,2 G€/an.

Pour limiter le nucléaire à 50 % :
voir le tableau des hypothèses et des principaux résultats  avec le coût des nouveaux réacteurs 
      Nucléaire : 47 GW ; éolien : 80 GW  dont 23 GW en mer ; PV : 52 GW ; pour la méthanation, capacité de l'électrolyseur : 10 GW ;
     La production nucléaire directement consommée est de 7TWh ; une quantité de 44 TWh sert à produire du méthane.
      Capacité de production à partir de gaz : 60,6 GW dont CCG : 40,6 ; moyens de pointe : 20 GW
    dépenses de production et stockage, hors la production hydraulique  :       41,9 G€/an montant progressivement vers  50,5 G€/an
    Production éolienne et PV directement consommée : 190 TWh   ; surcoût de réseau : 3,8 G€ /an
    
Dépenses totales : 45,7 G€/an montant progressivement vers 54,3 G€/an.
   

Sans augmenter la capacité éolienne et PV  -
les tableaux des hypothèses et des principaux résultats avec le coût des nouveaux réacteurs
     Nucléaire : 75 GW
; éolien : 10,3 ; photovoltaïque : 6,2 : capacité de l'électrolyseur : 0 GW 
     
dépenses de production et stockage, hors la production hydraulique  : 27 G€/an montant progressivement à 38,9 G€/an
     
Capacité de production à partir de gaz : 36 GW dont CCG : 16 GW ; moyens de pointe : 20 GW
      Surcoût de réseau dû à l'intermittence : 0
       dépenses  totales : 27 G€/an, montant progressivemet à 38,9 G€/an

S'interdire une augmentation de la capacité nucléaire :                           dépenses supplémentaires  : 10 milliards d'euros par an
Limiter la proportion de nucléaire dans la consommation  à 50%  :       dépenses supplémentaires : 15 milliards d'euros par an 

Se passer de toute production nucléaire    
voir le tableau des hypothèses et des principaux résultats
On suppose que les contraintes limitant l'accès au réseau des productions intermittentes sont beaucoup repoussées, snsêtre complètement levées.
Il est possible de se passer de nucléaire  avec  par exemple 184 GW éolien dont 84 sur terre (36 000 éoliennes) 100 GW en mer (20 000 éoliennes) ; 180 GW de photovoltaïque (1000 à 1500 kilomètres carré), une capacité d'électrolyse de 50 GW et une production à partir d'énergie fossile de 20  TWh.  Avec cela il faudrait beaucoup de batteries, par exemple 30 GWh c'est à dire 30 millions de batteries d'automobile électrique, et des déplacement de consommation pouvant atteindre 60 GWh avant d'être compensé c'est à dire par exemple un report de consommation de 3 kW pendant  2 heures de 10 millions de foyers.
La quantité consommée pour produire du méthane en vue de produire de l'électricité est de 187 TWh  ; la production d'électricité est de 47 TWh.
On suppose ici que le coût des batteries est de 200 €/kWh et que l'engagement pris par les consommateurs de déplacer leur consommation lorsqu'il y en aura besoin est "rétribué" par une prime annuelle de 10 €/kWh déplacé avant compensation. On ne compte pas le coût de l'augmentation de 40 GWh de la capacité des STEP.
Les dépenses de production, de stockage, de déplacement de consommation, et de producotn de méthane avec des excédents de production électrique ,sans les dépenses de produciton hycraulique sont alors de 87,3 milliards d'euros par an.
Le coût de production et de stockage est de 190 €/MWh
Le surcoût de réseau est de 7 G€/an
      Les dépenses totales seraient de 94 G€/an.  C'est à dire 55  G€/an de plus ou
2,4 fois plus qu'une solution sans augmentation de la capacité éolienn et PV. (38,9 G€/an).

 



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Le programme" de 30 GW nucléaire annoncé par le président d'EDF

Aux lecteurs de la "Note brève" du 17 décembre 2017

Capacité PV, consommation, capacité éolienne, capacité nucléaire

Production à partir de fossile, dépenses brutes, dépenses nettes

L’utilité d’une nouvelle capacité de production photovoltaïque dépend de la consommation, de la capacité nucléaire, de la capacité éolienne. On calcule ici la production à partir d’énergie fossile, les possibilités de production d’électricité excédentaires, les dépenses de production et de stockage et ces dépenses diminuées de la valorisation des excédents.

 La consommation, par rapport à aujourd’hui, diminue de 5% pendant le semestre frais et augmente de 20 % pendant le semestre chaud, d’où résulte une augmentation de 4 %.
La valorisation des excédents est nulle ou égale à 20 €/MWh.
Pour le calcul des coûts, le taux d’actualisation et de 5 %.
Le nucléaire : le coefficient de disponibilité moyen est de 75% ; il est modulé dans l’année et passe par un maximum à 85%. La possibilité de production est de 414 TWh. Le coût du nucléaire de l’électricité produite est celui de réacteurs existants. Il est calculé en rapportant les dépenses futures à la production future jusqu’à la fin de vie des réacteurs. Soit un investissement de 1500 €/kW et une durée de vie de 20 ans à partir d’aujourd’hui. Le coût est de 42 €/MWh.
La production hydraulique de fleuves et de lac est de 60 TWh
La production à partir de sources thermiques renouvelables est de 6 TWh.
Les éoliennes : La possibilité de production des éoliennes correspond à 2200 heures par an de fonctionnement à la puissance nominale sur terre, à 3300 heures par an en mer. Le coût de production est de 64 €/MWh sur terre ; de 132 €/MWh en mer.
Le photovoltaïque : la possibilité de production correspond à 1200 heures de fonctionnement à la puissance nominale. Le coût du PV posé sur le sol est de 70 €/MWh ; sur toiture de 109 €/MWh.
Il n’y a pas d’autres moyens de stockage que les 90 GWh de Steps.

 La capacité nucléaire est de 63 GW ;

 La capacité éolienne : elle est aujourd’hui (fin 2016) de 12 GW ; on supposera qu’elle passera à 25 GW (dont 3 en mer) ou à 35 GW (dont 9 en mer), c'est-à-dire le bas et le haut de la fourchette indiquée par l’actuelle programmation des investissement.

La capacité photovoltaïque est de 6 GW sur toiture ou passera à 36 GW dont 30 GW sur le sol.

Nucléaire 63 GW

Eolien 12 GW

Eolien 25 GW dont 3 off sh

Eolien 35 GW  dont 9 off sh

 

PV : 6 GW

PV : 36 GW

PV : 6 GW

PV : 36 GW

PV : 6 GW

PV : 36 GW

Production ex fossiles

21,3

8,7

11,5

4,2

6,8

2,2

Excédents

24

47,3

56,8

75,2

69,8

102

Dépenses

23,34

25,173

25,44

27,42

28,18

30,28

Dépenses nettes

23,08

24,65

24,93

26,59

27,42

29,13

Gain en CO2 de 36 GW

 

6,3

 

3,65

 

2,3

Augment. des dépenses

 

1,83

 

1,66

 

1,71

Coût du CO2 évité  €/tCO2

 

290

 

548

 

913

 
Il est prudent de compter pour zéro la valorisation de l’augmentation des possibilités de production excédentaires, puisqu’elles apparaîtront dans des périodes où la production en Europe sera excédentaire.

Selon la puissance des éoliennes, le coût du CO2 évité par le PV va de 290 à 910 €/tCO2.

 La capacité nucléaire est ajustée pour que la production à partir d’énergie fossile reste inchangée, à 21,3 TWh

 

Eolien 12 GW

Eolien 25 GW dont 3 off sh

Eolien 35 GW  dont 9 off sh

 

PV : 6 GW

PV : 36 GW

PV : 6 GW

PV : 36 GW

PV : 6 GW

PV : 36 GW

Production ex fossiles

21,3

21,3

21,2

21,2

21,2

21,4

Capacité nucléaire

63

58

59,4

54,2

56,6

51,2

Excédents

24

26 ;6

31,9

33,3

41,3

42,4

Dépenses

23,34

24,82

25,2

26,64

27,67

29,10

Dépenses nettes

23,08

24,5

24,85

26,28

27,21

28,63

Augment. des dépenses

 

1,48

 

1,44

 

1,43

 
Quelle que soit la capacité éolienne, passer de 6 GW PV à 36 GW PV avec la même capacité éolienne et la même production à partir de gaz coûte 1,4 à 1,5 milliards d’euros de plus par an.

 Si la capacité éolienne est fixée, le PV sur le sol, au coût assez bas qui est supposé ici (70 €/MWh), permet de diminuer la capacité nucléaire sans augmenter ni diminuer les émissions de gaz à effet de serre en augmentant les dépenses annuelles de près de 300 millions d’euros par GW nucléaire en moins.

 Entre une hypothèse où les capacités éolienne et photovoltaïque sont celles d’aujourd’hui soit 12 GW et 6 GW, et une autre où elles sont de 35 GW et 36 GW, pour une même production à partir d’énergie fossile la capacité nucléaire diminue de 12 GW et les dépenses annuelles augmentent de 5,8 milliards d’euros, soit 500 millions de dépenses annuelles en plus par 1 GW nucléaire en moins.








t
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Aux lecteurs de la "Note brève" du 17 décembre 2017

Les données d'entrée et quelques résultats

pour simuler une consommation en baisse de 5 % sur six mois frais et en hausse de 20 % sur six mois chauds
et le même parc de producxion qu'aujourd'hui : 63 GW nucléaire, 12 GW éolien et 6 GW photovoltaïque


Consommation TWh/an 452
coefficient mutiplicateur par rapport à l'année 2013


                pour six mois chauds

1,2
                pour six mois frans

0,95
pertes en ligne % 7%
auxiliaires TWh/an 25,00
conso y/c pertes en ligne et auxiliaires TWh/an 509
pourcentage de nucléaire dans la consomm.
75%
pourcentage d'EnR dans la consomm.
21%



Les capacités de production


Nucléaire

         capacité GW 63,00
         coefficient de dispo moyen
0,75
         coeff de disponib max
0,85
Eolien    capacité GW 12
               dont en mer GW 0
              nbre d'heures par an sur terre  h/an 2200
              nbre d'heures par an sur terre  h/an 3300
Photovoltaïque capacité GW 6
           nombre d'heures par an h/an 1200
            pourcentage sur toiture % 100%
Hydraulique


       fleuves : production par an TWh/an 42
       hydraulique de montagne  TWh/an 18
                         Gestion de l'eau :            libre : 1 ;         comme en 2013 : 2
 


Sources thermiques renouvelables y/c importées TWh/an 6
     dont production de base
6
Limite d’accès au réseau : sans 1, comme aujourd'hui : 2 ;  ou repoussées : 3
2



Egaliser fourniture et consommation

Déplacement de conso max avant récupération Gwh 0
Batteries  Gwh Gwh 0
     temps de charge et décharge nbre h 2
     rendement
0,8
Steps Gwh Gwh 90
    rendement
0,7
    temps de charge et décharge nbre h 18
Capacité électrolyse, GW entrants GW 0
    rendement  du processus via méthanation
0,25



Pour calculer la capacité de productionà partir d'énergie fossile


          Marge de précaution – au-dessus de max de consommation de 2013 GW 10



Résultats en quantité

production à partir de fossile ou importation TWh/an 21,3
éolien et PV consommés directement TWh/an 33,5
nucléaire consommé directement
382,7
autres usages ou non valorisé TWh/an 24,0
capacité de production à partir de gaz ou de fioul GW 26,9
     dont CCG GW 16,9
Restitution  par déstock et déplcmt de consomm TWh/an 5,0
produit via la méthanisation TWh/an 0,0



Les investissements
a
nucléaire €/kW 1500
éolien sur terre €/kW 1400
éolien en mer €/kW 4000
PV sur sol €/kW 830
PV sur toiture €/kW 1500
Déplacement de consommation €/kWh 100
Batteries€/kWh €/kW 200
Dépenses de gaz par MWh élec €/MWh 40



Dépenses      taux d'actualisation
5%
valoris des excéd. €/MWh €/MWh 20
sans CO2 ni valoris des excéd M€/an 23344
sans CO2, avec valoris. des excéd. M€/an 23080

Dépenses                     taux d'actualisation % 5,00%
sans CO2 ni valoris des excéd M€/an 23344



Les dépenses




Nucléaire
G€/an 17,14
Eolien et photovoltaïque G€/an 2,46
A partir d’énergies thermiques renouvelables G€/an 0,78
Déplacement de consommation, batteries, Steps G€/an 0,00
Electrolyse et méthanation G€/an 0,00
Production à partir de gaz et de fioul G€/an 2,96
Total – hors production hydraulique G€/an 23,34
Coût au MWh consommé (hors hydraulique) G€/an 59,6






Les capacités garanties

nucléaire GW 53,6
éolienne GW 0,1
fleuves GW 2,8
lacs GW 5,0
thermiques renouvelables GW 4,0
batteries GW 0,0
déplacements de consommation GW 0,0
Steps GW 4,5
effacements définitifs GW 0,0
Total GW 70,0



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