Version publiée le 2 avril 2018


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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 nucléaire, plus ou moins d'éoliennes et de photovoltaïque


Le coût de moins de nucléaire

Pour le débat sur la PPE 
 Réduire la part du nucléaire à 50 % obligera à dépenser chaque année 8 milliards d'euros de plus que sans arrêter de réacteurs et sans implanter plus d'éoliennes et de photovoltaïque : voir ici le détail des hypothèses et des résultats, que l'on pourra vérifer en utilisant la feuille de calcul.

Dans l'article paru dans la Revue de l'énergie de janvier-février 2018
Plusieurs jeux d'hypothèses avec plus de renouvelables et moins de nucléaire



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 !

Chacun peut introduire ses propres hypothèses dans le programme de simulation. Voyez donc ici  la feuille de calcul mise à votre disposition.



- Le programme de 30 GW de photovoltaïque annoncé 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




Toute dépense que l'on pourrait éviter chez nous, c'est un investissement utile ailleurs qui n'est pas financé !

10 milliards d'euros par an de plus sans diminuer les émissions de CO2, c'est 300 TWh de solaire dans le Sahel, qui éviteraient l'émission de 200 MtCO2.

Les émissions que l'on n'évite pas ont autant d'effet sur le climat que des émissions directes.






On peut voir ici  le détail des coûts de production selon RTE.




Le coût de la diminution de la capacité nucléaire



La comparaison présentée dans le débat PPE

Deux situations :
     - sans arrêter prématurément aucun réacteur nucléaire et sans augmenter la capacité éolienne et photovoltaïque, et
      - en réduisant la consommation de nucléaire à 50 % de la consommation d'électricité.

Dans les deux cas, la consommation augmente de 0,5% par an, soit 10 % en vingt ans ; elle est de 506 TWh.
La production à partir de gaz est de 24 TWh.
La capacité des interconnexions permettant les exportations est de 20 GW.

Dans un cas on  n'arrête pas les réacteurs nucléaires en état de fonctionnement ; leur durée de vie est prolongée de 10 ou 20 ans et l'on n'implante pas de nouvelles éoliennes ni de nouveaux panneaux photovoltaïques.
Dans l'autre, on réduit la capacité nucléaire de façon que la consommation d'électricité nucléaire ne dépasse pas 50 % de la consommation d'électricité.

Les prix sont inférieurs aux coûts actuels mais supérieurs à ceux que RTE  suppose pour 2035 : l'éolien est à 64 €/MWh, le photovoltaïque sur le sol est à 60 €/MWh et sur toiture à 110 €/MWh. ; comme la réglementation thermique incitera très fortement à implanter du PV sur toiture, on suppose que 70 % du PV est sur toiture.
Le montant des travaux à faire sur les réacteurs nucléaires pour prolonger leur durée de vie est de 1500 €/kW - en réalité, ce sera moins. On ne tient pas compte des dépenses de démantèlement puisqu'il faudra les faire de toute façon.

On calcule les dépenses à venir
.

Dans le premier cas : nucléaire 65 GW, éolien : 20 GW, PV : 10 GW ;
Dans le deuxième cas : nucléaire 53GW, éolien 55 GW, PV : 55 GW  ; c'est à dire une augmentation de l'éolien de 35 GW et du PV de 45 GW.

Pour l'ensemble des hypothèses et des résultats, voir ce tableau pour le premier cas et ce tablau pour le second cas.
Ces tableaux comptent les dépenses de toutes les éoliennes et PV. Pour connaître les dépeness futures il faut ôter dans l'un et l'autre cas les dépenses de 20 GW éolien et 10 GW PV, soit 3,9 milliards d'euros par an.

Les résultats :


Dans le premier cas : dépenses de production de 23,6 milliards d'euros par an ; possibilités d'exportation  de 51,7 TWh
Dans le deuxième cas : dépenses de production de 30,6 milliards d'euros par an ; possibilités d'exportation  de 40 TWh

Avec 50 % de nucléaire, les dépenses de production sont donc supérieures de 7 milliards d'euros par an.
Dans le deuxième cas il faut encore ajouter un surcoût de transort et de distribution dû à l'intermittence des l'éolien et du PV. Supposons qu'il est de 10 €/MWh. soit, pour 120 TWh, 1,2 milliard d'euros de plus par an.

Au total, 50 % nucléaire coûterait 8 milliards d'euros de plus par an que sans augmenter la capacité éolienne et PV et sans arrêter prématurément des réacteurs en bon état de marche.

Chacun peut vérifier cela à l'aide de la feuille de calcul. et aussi tester ses propres hypothsèes.



Dans  l'article paru dans la Revue de l'énergie de janvier février 2018 : les jeux d'hypohèses et  le détail des simulations présentées dans cet article

Quatre hypothèses sont étudiées : 

- sans éolienne ni PV
- le nucléaire à 50%  :  9,4 milliards d'euros de plus par an si la consommation n'augmente pas ; 13 milliads de plus si elle augmnee de 10%
- 80% d'EnR  :            22 milliards d'euros de plus que sans éolien ni photovoltaïque si la consommation n'augmente pas
- 90% d'EnR
:                  31 milliards d'euros de plus que sans éolien ni photovoltaïque, supposant que la consommation n'augmente pas

Si la consommation augmente de 50% d'ici 2050
80% d'électricité renouvelable coûterait 32 milliards d'euros par an de plus que sans éolienne ni photovoltaïque : voir ici








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Le programme" de 30 GW photovoltaïque 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.








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Pour utiliser la feuille de calcul,
cliquer ici

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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