Version publiée le 14 octobre

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




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 ans les tableaux joints

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 inutiles de 4 milliards par an, à consommation constante.

- La LTE (loi de transition énergétique) : si la consommation augmente de 20 %, production à partir d'énergie fossile : 20 TWh/an
     - 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"   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 30 à 50 milliards par an selon que l'on aura ou non repoussé la contrainte d'accès au réseau des productions d'électricité intermittentes.

- Les hypothèses de l'ADEME  pour 2050 - cf. le document publié en novembe 2017 : "actualisation du scénario Energie-climat ADEME-2035-2050". L'ADEME fait l'hypothèse d'une baisse de la consommation d'électricité de 14 %, perspective inadmissible. Même dans ce cas, les hypothèses proposées par l'ADEME pour produire l'électricité condiraient à dépenser chaque année 6 à 20 milliards de plus qu'une autre solution produisant la même quantité d'électricité. Il faut y ajouter les dépenses rendues nécessaires par la baisse de consommation d'électricité : isolation thermique, modes de transport, etc. 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.






Ce que nous coûterait

le programme d'implantation d'éoliennes et de photovoltaïque d'ici 2023


Ce qui a été décidé par l'ancien gouvernement (la PPE électricité renouvelable) conduit à des dépenses qui ne servent à rien.
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.

           Pour le détail, voir ci-dessous - texte sur fond bleu

On compare à la situation actuelle deux situations où la consommation d’électricité serait la même qu’aujourd’hui et où les capacités de production éolienne et PV seraient celles du bas de la fourchette de la PPE pour 2023.
Avec un taux d'actualisation de 8 %  ou de  5 %

1- la capacité nucléaire est constante à 63 GW ; on diminue donc les émissions à partir d’énergie fossile de 13 MtCO2 en dépensant 3,5 milliards d’euros par an de plus.

2- la capacité nucléaire est réduite de sorte que la production d’électricité à partir d’énergie fossile soit la même qu'aujourd'hui ; la capacité nucléaire passerait de 63 à 57 GW et il faudrait investir, non seulement en éoliennes et photovoltaïque mais aussi en moyens de production à partir de gaz. On ne diminuerait pas les émissions de CO2, les économies sur le nucléaire (qui sont très faibles) seraient inférieures aux dépenses d'investissement de capacité de production à partir de gaz. Au total, les dépenses, par rapport à la situation actuelle, seraient supérieures de 3,8 milliards d’euros par an pour rien.

Ajoutons que d'ici 2020, 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.

On présente ici deux hypothèses :
1-  la capacité nucléaire est inchangée ; donc 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 ?

Les hypothèses retenues dans la simulation :

Consommation  440 TWh  - c'est proche de la consommation d'aujourd'hui,
Pertes en ligne : 7 % ; consommation des utilitaires : 25 TWh.

Production
  
Les capacités de production  communes à tous les cas examinés
                        Hydraulique :                              fleuves :         43 TWh ;          lacs : 16 TWh  ; la production heure par heure est semblable à celle de 2013.                                   
                        A partir d’énergie thermique non fossile :     5 TWh
                        Steps : une capacité de                                     90 GWh restitués : la durée de charge ou de décharge des Steps est supposée égale à 20 heures.              
                        Capacité garantie
de production par les lacs  et par les Steps : 10  
                        Capacité minimum des fleuves l'hiver : 2,9 GW ; capacité garantie depuis les énergies thermiques renouelables : 0,5 GW
                        Pas de batteries
                        Nucléaire  : le taux de disponibilité technique est de 75% ; il est modulé selon la saison et peut atteindre 81%  ; 
la flexibilité est de plus ou moins 30 % de la capacité installée par heure ; la production minimum est 10 GW.
                        A partir de gaz, fossile ou manufacturé : le logiciel calcule le maximum (vu au pas horaire) de la consommation ; il en déduit les capacités garanties par le nucléaire, les éoliennes, les fleuves, les lacs, les sources thermiques renouvelables, les Steps ; il ajoute 10 GW de précaution.  Une partie est faite de CCG, l'autre de moyens de pointe (TAC et autres).

   Les coûts, évalués ici avec un taux d’actualisation de 5 %.
           -  Nucléaire :
                    Comme on  compare les dépenses selon que l'on maintient ou qu'on diminue la capacité nucléaire existante, le résultat de la comparaison est indépendant de la valeur que l'on retient pour les dépenses causées par le nucléaire existant. Ici elles sont calculées avec un coût d'investissement de 5000 €/kW ; les économies faites en diminuant la capacité actuelle sont calculées comme une baisse des dépenses de  fonctionnement, sans aucune économie sur l'investissement.
             - Photovoltaïque : sur toiture : 1500 €/kW  ; production annuelle équivalente à 1100 h à pleine charge ; coût : sur toiture  113 €
             - Eolien :    a
ujourd'hui :1800 €/kW ; production annuelle équivalente à 2030 heures à pleine charge ; 66  €/MWh.
                             selon la PPE : éolien sur terre et en mer ; en tout en moyenne : 1930 €/kW ; 2170 h ;  66 €/Mh
            - A partir de gaz : CCG l’investissement est de 1100 €/kW ; les frais fixes sont de 15 €/kW/an.  Le prix du gaz est 20 €/MWh ; le rendement de 50 % 
                                            moyens de pointe : 550 €/kW,
             - La méthanation : production d'hydrogène servant à produire du méthane avec lequel sera produit de l'électricité. La capacité du processus s'exprime ici par la puissance électrique pouvant être reçue par l'électrolyseur. Le montant de l'investissement est 1700 €/kW d’électricité pouvant être consommée ; le rendement est de 25%.
               Le surcoût de réseau dû à l'intermittence (sous-utilisation des infrastructures, dispositifs de régulation infrahoraire...) : 20 €/MWh intermittent.

On ne compte pas ici lesdépenses de l’hydraulique de fleuve ou de barrage ni les dépenses de production à partir de sources thermiques renouvelables, ni le coût des Steps ; ces dépenses sont les mêmes dans les différents jeux d'hypothèses.

La situation de référence : la situation actuelle
            Nucléaire :           63 GW
            Eolien :                 11 GW 
durée équivalente : 2030 h  , investissement : 1800 €/kW
            Photovoltaïque : 6,5 GW          
            Pas d’électrolyse pour méthanation
            Capacité de production à partir de gaz : 38,5 GW. ; de pointe : 20 GW ; CCG 18,5 GW

La production à partir de gaz est                                   32 TWh
La production à partir d’éolien et PV est                      29,4 TWh
La production nucléaire directement consommée est 369 TWh ; la possibilité de production nucléaire non utilisée est 43 TWh.

Les dépenses : on note G€ le milliard d'euros
Dépenses de production et de stockage :                         35 G€/an avec un taux d'actualisation de 5%)
Surcoût de dépenses de réseau dû à l'intermittence :     0,6 G€ par an
Total  des dépenses                                                              35,6 G€ par an

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

         Ce qui est commun aux trois 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

Production à partir d’énergie fossile : 18,9 TWh
Emissions évitées : supposant qu’on arrête les modes de production à partir de fossile les plus émetteurs : 0,8 tCO2 par MWh, soit 14 MtCO2

Production nucléaire  directement consommée                  339 TWh
Capacité de production à partir de gaz                              38,5 GW dont CCG : 18,5 GW  ; moyens de pointe : 20 GW
Dépenses de production à partir de gaz                            6,6 G€/an (ou 5,3 G€/an)

Dépenses de production et de stockage :                        49,2 G€/an (ou  37,6  G€/an à 5 %)
Surcroît de dépenses de réseau dû à l'intermittence  :    1,5 G€/an
Total des dépenses :                                                            39,1 G€/an , soit  3,5 G€ de plus que dans la situation présente.

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

La production à partir d'énergie fossile est de 32 TWh.  Ici la feuille de calcul permet de trouver ce que devrait être la capacité nucléaire

Capacité nucléaire :                                                            57 GW, soit 6 GW de moins que dans la situation précédente
Capacité de production à partir de gaz :                          43,4 GW dont CCG : 23,4  et moyens de pointe : 20 GW
Dépenses de production à partir de gaz :                         6,2 G€/an

Les dépenses sont celles du cas précédent diminuées des économies faites sur le nucléaire, et augmentées du surcoût de production à partir de gaz.
    Les économies faites sur le nucléaire
        en frais de gestion annuels :
110 €/kW/an pour 5,9 GW soit 649 M€/an
        en  dépenses proportionnelles à la production :
9 €/MWh  pour 15,4 TWh/an  soit 138 M€/an.
        En tout, pour le nucléaire : 787 M€/an.
    L'augmentation des dépenses de production à partir de gaz : 900 M€/an

 En  tout, il se trouve que les économies sur le nucléaire sont inférieures de 0,3 G€/an à  l'augmentation des dépenses de production à partir de gaz.

Les dépenses de production et de stockage d'électricité sont donc supérieures de 0,3 G€/an à ce qu'elles seraient si l'on n'avait pas  diminué  la capacité nucléaire.


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

Ici, le "coût" de la PPE renouvelable est l'augmentation des dépenses causée par l'obligation d'augmenter, par rapport à aujourd'hui, la capacité éolienne et photovoltaïque en supposant que la consommation d'électricité n'augmente pas.

Ou bien cette augmentation obligée de la capacité éolienne et PV s'accompagne d'une diminution de la capacité nucléaire de sorte que les émissions de CO2 restent inchangées, ou bien la capacité nucléaire est maintenue à son niveau actuel.

L'augmentation des dépenses par rapport à la situation actuelle  serait  :

Sans diminuer la capacité nucléaire et en diminuant les émissions de CO2 de 13 MtC
O2 /an :
       si le taux d'actualisation est de 5 %   :    3,5  milliards d'euros par an


ou bien en diminuant la capacité nucléaire sans diminuer les émissions de CO2
        si le taux d'actualisation est de 5 % :    3,8 milliards d'euros par an




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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 phtovoltaïque : 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 de 15  milliards de plus (selon le coût du financement) 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 .

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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 ou 4000 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 modéré du nucléaire existanat
 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 modéré du nucléaire existanat
      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  -
voir le tableau des hypothèses et des principaux résultats   avec le coût modéré du nucléaire existanat
      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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Les hypothèses de l'ADEME pour la production d'électricité en 2050

Une baisse de consommation délectricité de 14 %

Comparaison avec une hypothèse sans éolienne ni photovoltaïque


Les scénarios de productoin d'électricité de l'ADEME pour 2050 : pas plus de 50 % nuclaire, 80% EnR , 90% EnR


Ici, nous ne discutons pas les hypothèses faites par l'ADEME sur l'efficacité et sur le coût des moyens de production.
Notre simulation permet de reproduire les résultats publiés par l'ADEME ; cela amène à poser quelques questions et à donner quelques résultats que l'ADEME ne publie pas, notamment les dépenses.

Il est possible, aussi, de comparer les hypothèses de l'ADEME à une hypothèses sans élienne ni photovoltaïque

Note sur la contrainte d'accès au réseau des productions intermittentes  :
l'ADEME n'en parle pas. La simulation permet de se rendre compte qu'avec une baisse de consommation d'électricité et une forte hausse des sources thermiques renouvelables comme les suppose l'ADEME, même avec le jeu d'hypothèses de 80 % renouvelable cette limite ne joue pratiquement pas. Il en serait différemment avec une consommation d'électricité en hausse.


Avec les hypothèses de l'ADEME sur la consommation, sur les capacités de production, sur les performances et sur les coûts,

avec une consommation finale d'électricité en baisse de 14 % par rapport à aujourd'hui - hypothèse de l'ADEME

calcul des dépenses nécessaires pour répondre à la demande d'électricité (hors hydraulique) - avec un taux d'actualisation de 5 %

   Ces dépenses incluent les moyens de production autres que l'hydraulique, les batteries, les effacements de la consommation et la production de méthane pour produire de l'électricité

Toutes les hypothèses sont présentée dans des tableaux synoptiques qui donnent aussi les principaux résultats
Tous les résultats peuvent être retrouvés en introduisant ces hypothèses dans la feuille de calul qui simule production et donsommation

pas plus de 50 % de nucléaire      :    31,7  milliards d'euros par an        95 €/MWh   voir ici
80 % d'électricité renouvelable          :    37,5 milliards d'euros par an       117 €/MWh     voir ici
90 % d'électricité renouvelable          :    42,0 milliards d'euros par an      133 €/MWh       voir ici 

Sans éoliennes ni photovoltaïque :           26,5 milliards d'euros par an      79 €/MWh        voir ici  (cela fait 76% nucléaire)

Si la consommation diminue de 14 %, avec les hypothèses de l'ADEME

pas plus de 50% nucléaire :          c'est 5 milliards par an de plus que la solution la moins coûteuse
80 % d'électricité renouvelable,      c'est 11 milliards d'euros par an de plus que la solution la moins coûteuse
90 % d'électricité renouvelable,     c'est 16 milliards d'euros de plus que la solution la moins coûteuse.

Ces surcoûts sont beaucoup plus élevés si la consommation d'électricité augmente : voir ici le cas où la consommation augmente de 20 %

Il faut y ajouter les dépenses supplémentaires de réseau dues à l'intermittence de la production éolienne et photovoltaïque


Pour étudier d'autres hypothèses - et contrôler que je ne me suis pas trompé ! - utilisez la feuille calcul !

Mais il serait inadmissible de s'en tenir à  l''hypothèse d'une baisse de la consommation d'électricité et d'une division par deux de la consommation d'électricité..

Voir par exemple le cas de "pas plus de 50 %  nucléaire" en supposant que la consommation augmente de 20 %.
Pour une consommation augmentait de 20%, voir ici


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Les hypothèses de l'ADEME pour 2050

La consommation :   une baisse de la consommation finale de 14 %

Attention !  l'ADEME explicite les pertes de  réseau électrique mais ne compte pas la consommation des auxiliaires. L'ADEME compte donc la consommation des auxiliaires dans la "consommation". Elle suppose donc que la consommation finale d'électricité en 2050 aura diminué de 14 %

Cette hypothèse est cohérente avec l'hypothèse d'une division par deux de la consommation d'énergie, soit une division par plus de deux de la consommation par personne. Il ne faut pas l'oublier lorsque l'on compare à d'autres les résultats des hypothèses de l'ADEME

Les moyens de production

     Les questions que notre simulation invite à poser à l'ADEME

En reprenant les hypothèses publiées par l'ADEME sur les capacités et les performances des moyens de production, notre simulation retrouve assez exactement les résultats indiqués par l'ADEME sauf
             - Les capacités garanties : l'ADEME n'explique pas comment elle calcule les capacités garanties. Notre simulation invite l'utilisateur à introduire ces puissances garantie par les lacs, les fleuves, les productions thermiques renouvelables, le nucléaire,  les Steps, les batteries, les effacements. La simulation calcule alors ce que doit être la capacité des moyens modulables autres que le nucléaire. La capacité garantie par les éoliennes ne peut pas être supérieure à 1% ou 2% de leurs capacités nominales.
            -  Dans le cas du 90 % EnR, l'ADEME dit qu'il y a une production de gaz manufacturé par "méthanation" mais ne dit pas ce que devrait être la capacité de l'électrolyseur ; la simulation retrouve les résultats de l'ADEME à condition de prévoir une capacité d'électrolyse assez forte
             - L'efficacité des moyens qui permettent d'ajuster production et consommation : la simulation invite à demander à l'ADEME des précisions sur l'effet des stockages et des déplacements de consommation ; je serais tenté de penser que l'ADEME n'a pas suffisamment tenu compte du fait que l'efficacité d'un moyen d'ajustement est diminuée par la présenc d'un autre moyen d'ajustement pouvant intervenir au même moment - exemple un chauffe-eau et une batterie
 
Les tableaux d'hypothèses de l'ADEME et les résultats de la simulation

Les hypothèses de l'ADEME introduites dans la simulation :
            les capacités nucléaire, éolienne, photovoltaïque ; la capacité des Steps - la capacité éolienne que nous prenons un peu supérieure à celle qui est indiquée par l'ADEME
            les performances et le coût des équipements.

Les autres hypothèses 
             les capacités garanties
             les puissances de charge et décharge des batteries, des Steps
             le coût des batteries ; la rémunération des effacements (ou les dépenss qui rendent possibles les effacements)
             les possibilités et limites de laproductoin nucléaire (puissance minimum, flexibilité).

Les résultats
             la production à partir d'énergie fossile
             la capacité de producion de pointe
             les émissions de CO2
             les dépenses avec ou sans coût du CO2, avec ou sans valoristion des possibilités de production excédentaires

Et aussi - à compléter- d'autres impacts : utilisation du sol, consommation de matériau, pollutions, etc.

Voyez les tableaux   et utilisez la feuille de calcul.

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