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quelques particularités de cet outil de simulation



Quelques résultats

depuis avril 2021
l'outil de simulation réplique la production d'hydrogène

"en base moins la pointe" et quand l'électrolyse utlise des possibilités excédentaires de production d'électricité.

Et il calcule le total des dépenses de production et d'électricité
 



Dans ce dossier

Pourquoi publier cette feuille de calcul

une notice d'utilisation simplifiée
 
une notice d'utilisation 
la feuille de calcul   

la pertinence de ce modèle de simulation simplifié  


Une version antérieure du simulateurn moins complète mais plus facile à charger  sur un ordinateur de bureau .








 








voir aussi le dossier sur la politique de l'électricité








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Plus ou moins de nucléaire, d'éolien, de photovoltaïque,
combien cela coûte-t-il ?
Et quelles autres conséquences ?

Une feuille de calcul mise à votre disposition vous permet de répondre  

Combien dépenserons-nous pour notre électricité  ? On entend tout et son contraire.

Pour un débat serein chacun devrait publier l'ensemble de ses hypothèses et aussi le moyen de calcul qu'il utilise.

C'est ce que nous faisons ici (depuis 2017). Notre outil de simulation du système électrique simplifié et publié, SimelSP3, est à votre disposition
C'est la version 3 de la version originale SimelSP.

L'utilisateur introduit la consommation et les moyens de production et de stockage sauf la consommation à partir de gaz. SimelSP3 calcule heure par heure ce qu'il faut produire à partir de gaz (ou ce qu'il faut importer) pour répondre à la demande.

Le profil hoaraire de consommation : il ne suffit pas de connaître la consommation anuelle ; il faut faire un hypothèse sur son profil horaire.
SimelSP3 propose plusieurs profils horaires : celui de l'année 2013, celui de l''année 2012, celui qui a été élaboré par l'ADEME pour son étude "100 % renouvelable", un autre construit à partir de celui-là mais en modifiant  comme le souhaite l'utilisateur le profil de consommation d'électricité de chauffage ; enfin, l'utilisateur peut aisément introduire un profil horaire de consommation de son choix.

Au sujet de la production d'hydrogène destinée à des usages hors du système électrique,
comme Simel SP2, SimelSP3 distingue une production alimentée en électricité "en base moins la pointe" et une production alimentée à partir des possibilités de production excédentaires. Il calcule les besoins de stockage d'hydrogène. SimelSP3 calcule les dépenes totales de production d'électricité et d'hydrogène et de stockage d'électricité du système de production d'électricité et d'hydrogène.

SimelSP3 représente six destinations de l'électricité  : 1- la consommation directement alimentée par la production, 2- la production d'hydrogène "en base moins la pointe" (à puissance constante sauf effacement), 3- la mise en stock ou ce qui est  équivalent (batteries, Steps, déplacements de consommation, flexibilité de la production hydraulique), 4- la production d'hydrogène pour faire du méthane qui produira de l'électricité (procédé P2G2P) ; et aussi,  avec les possibilités de production d'électricité qui dépassent ces destinations  5- produire de l'hydrogène qui sera consommé hors du système électrique 6- d'autres usages ou l'exportation. Pour chacune des ces destinations de l'électricité, SimelSP3 distingue l'origine de l'électricité en donnant la priorité à l'éolien et au photovoltaïque tout en tenant compte des limites de la flexibilité du nucléaire.
Pour chacune de ces destinations,
SimelSP3 indique  heure par heure les quantités d'électricité nucléaire d'une part, éolienne et phoovoltaïque d'autre part.

SimelSP3 pemet d'évaluer deux des services rendus par le stockage et la flexibilité de la consommation et de la production hydraulique : 1- mieux utliser les possibilités de production qui, sans les stockages, seraient excédentaires donc peut-êre mal valorisées ; ce service se mesure en TWh . 2- réduire le besoin de capacité de production à partir de gaz ; ce service se  mesure en GW : SimelSP3 calcule ce que doivent être la capacité de stockage (en GWh), la flexibilité de la demande (en GWh) et la modulation de la production hydraulique (en GWh) pour que, ensemble, ils abaissent le besoin de capacité de production  (en GW) comme indiqué par l'utilisateur.  Ici une notice  expliquant la méthode : la notice.  

SimelSP3 prend en compte le fait que la stabilité du réseau exige un minimum d'inertie des machines tournantes de production électrique.
     
Ici une notice d'utilisation simplifiée. Vous pouvez aussi   y aller directement 

Une version plus légère du simulateur
La taille de SimelSP3 est 35200 Ko ; dans le cas où cela rendrait difficile de le charger sur un ordinateur de bureau, on pourra utiliser une version simplifiée de SimelSP3 qui rend presque les mêmes services et dont la taille est 25000 Ko. ne permet pas d'évaluer aussi facilement que SimelSP3 dans quelle mesure le stockage et la flexibilité de la consommation et de la production hydraulique diminuent le besoin de capacité de production pilotable. Mais cela peut se retrouver en regardant les chroniques horaires de ce qui est demandé "à la pointe". Voici donc un lien vers cette version simplifiée de SimelSP3  telle qu'elle était en janvier 2022.

au

Pourquoi publier cette feuille de calcul

une notice d'utilisation simplifiée

quelques résultats
 

la feuille de calcul  

une notice d'utilisation ; dans cette notice,   le coût de production de l'hydrogène 
             
la pertinence de ce modèle de simulation simplifié  

les principales modifications apportées à ce simulateur

   


Pourquoi cette feuille de calcul ?

Sur les capacités, les besoins de stockage, les dépenses, etc., des valeurs sont avancées par différents organismes et institutions mais on a souvent du mal à savoir comment elles sont justifiées et, surtout, on est incapable de voir de quoi elles dépendent et d'étudier d'autre hypothèses.

En comparant les dépenses avec plus ou moins de nucléaire ou d'éoliennes ou de photovoltaïque pour une même consommation et une même émission de CO2, cette feuille de calcul permet, entre bien autres choses, de donner un coût à la décision d'augmenter la capacité de production de l'électricité renouvelable. Pour être complet, cette évaluation doit être acompagnée de l'évaluation des dépenses d'économie d'énergie permettant de diminuer la consommation d'électricité.

La version initiale a été complétée pour simuler le système de production d'électricité et d'hydrogène (par électrolyse). En effet, on ne peut raisonner sur l'hydrogène obtenu par électrolyse que dans le cadre d'une système qui englobe électricité et hydrogène : c'est SimelSP2. Puis SimelSP3 simule plus exactement les services rendus par le stockage, y compris la modulation de la production des lacs et des fleuves et la flexibilité de la consommation qui rendent les mêmes services que les batteries et les Steps.


Cet outil de simulation, SimelSP3
1- permet à tout le monde de choisir ses hypothèses
- sur la consommation d'énergie,
L'utilisateur introduit la consommation finale (hors les pertes en ligne) et la consommation des électrolyseurs qui s'alimentent sur le réseau électrique à puissance constante - "en base" - sauf pendant les périodes de pointe. Quant au profil horaire de consommation, l'utilisateur a le choix entre plusieurs options : comme en 2013, ou comme en 2012, ou comme le suppose l'ADEME dan son scénario "100 % renouvelable". Autre possibilité : l'utilisateur peut spécifier la consommation annuelle pour le chauffage ; alors SimelSP3 calcule la consommation heure par heure en appliquant un coefficient multiplicateur à la consommation pour le chauffage telle que la suppose l'ADEME. L'utilisateur peut aussi, cinquième option, introduire un profil horaire de consommation de son choix.
Cette chronique horaire de consommation peut être modifiée de deux façons : par des déplacements de consommation ou par un effacement définitif. L'utilisateur indique, d'une part la quantité maximum pouvant être déplacée avant d'être compensée (en GWh), d'autre part la puissance maximum pouvant être ainsi déplacée et la puissance mlaximum pouvant être effacée sans compensation ultérieure (en GW) ;

- sur la composition du parc de production : nucléaire, éoliennes, photovoltaïque, fleuves, lacs, biomasse, biogaz, fossile non pilotable
- sur la limite minimum de production des machines tournantes et sur la possibilité de diminuer cette limite voir ici ;
- sur deux procédés de "stockage", d'une part un ensemble formé par les batteries, les Steps, la flexibilité de la production hydraulique et les possibilités de déplacements de consommation et, d'autre part, la production d'hydrogène pour produire du gaz de synthèse qui sera utilisé pour produire de l'électricité ;
- sur le coût des différents procédés de production et de stockage ;
- sur la capacité des lignes électriques qui permettent d'importer ou d'exporter ou sur la capacité des équipements pouvant consommer les excédents de production électrique notamment pour produire de l'hydrogène ;
- sur le coût d'un électrolyseur :
- sur le surcoût de la distribution selon la capacité de production intermittente (éolien et photovoltaïque).

2- à partir de ces hypothèses, il calcule notamment
- la consommation de gaz fossile ou d'importation ; la production de gaz de synthèse pouvant être utilisée hors du système électrique.
- les possibilités de production pouvant être exportées ou utilisées à produire de l'hydrogène ou de la chaleur
- les dépenses annuelles de chaque moyen de production (nucléaire, éolienne, PV et gaz) et de chaque moyen de stockage, et le total des ces dépenses pour répondre à la demande finale d'électricité

Pour ce calcul, les dépenses d'équipement (CAPEX) sont réparties en annuités constantes sur la durée de vie de l'équipement - c'est la méthode LCOE, levelised cost of energy, très généralement utilisée, notamment par la Cour des Comptes.
- la dépense totale de production d'électricité et d'hydrogène
  le coût de production d'hydrogène peut se calculer en faisant un hypothèse sur la valeur de l'électricité (en base ou excédentaire). Selon un autre raisonnement, il peut se calculer par différence entre les dépenses totales avec ou sans hydrogène pour une même consommation finale d'électricité

On calcule les dépenses de production et éventuellement de stockage du système de productoin d'électricité et d'hydrogène selon qu'il y a plus ou moins d'éoliennes ou de photovoltaïque ou autre. Si l'on se contente de comparer les coûts de production de chaque moyen, le nucléaire neuf est plus coûteux que les éoliennes sur terre ou, a fortiori, plus coûteux que le photovoltaïque au sol alors que les dépenses avec plus de photovoltaïque ou d'éoliennes sont supérieures à ce qu'elles sont avec moins de photovoltaïque ou d'éoliennes.

Une autre version de cette feuille de calcul s'appuie sur les chroniques horaires de consommation et d'activité éolienne de chacune des années de 2012 à 2017. Pour une même consommation annuelle et pour un même parc de production, les résultats d'une année à l'autre sont proches les uns des autres - sauf sur la puissance nécessaire des moyens de production de pointe, qui peut être très différente selon la pointe de froid et selon qu'il y a ou non du vent pendant les pointes de froid. Pour ne pas compliquer inutilement, SimelSP3 propose seulement de se référer à une année moyenne,  2013, et à une année marquée par un épisode de grand froid, 2012, et à d'autres profils bâtis à partir des hypothèses de l'étude de l'ADEME "100 % renouvelables".

SimelSP3 montre comment l'électricité interagit avec les autres formes d'énergie.

SimelSP3 indique heure par heure et pour l'ensemble de l'année les possibilités de production à bas coût disponibles pour autre chose que la demande française d'électricité. Cette disponibilité peut être utilisée pour produire du biocarburant par exemple, ou pour être exportée ou pour produire de l'hydrogène ou de la chaleur ou, à défaut, être abandonnée.Pour chacune des destinations de l'électricité produite, SimelSP3 donne la priorité à l'éolien et au photovoltaïque en tenant compte des limites de la flexibilité du nucléaire.
Il arrive, rarement, que la production nucléaire doive diminuer en une heure plus que la limite autorisée : lorsque le nucléaire est seul à recharger les stocks, au moment où ceux-ci sont pleins ; en réalité, la production nucléaire sera alors progressivement réduite, ce que SimelSP3 ne peut pas reproduire.

SimelSP3 peut simuler un effacement définitif à l'initiative du fournisseur sans préavis pour quelques minutes ou plusieurs semaines. Tel est le cas de consommateurs équipés de chauffages hybrides. Dans le cas d'une forte proportion d'éolienne et de photovoltaïque, la valeur d'un MWh ainsi effacé est  supérieure à 400 €/MWh.

SimelSP3 peut simuler les services rendus par de très grosses capacités de stockage : meilleure utilisation des sources intermittentes et diminution du besoin de capacité pilotable.
La relation entre la capacité du stockage au sens large (y compris la flexibilité de la production hydraulique et celle de la consommation), exprimée en GWh, et la diminution du besoin de capacité de production à partir de gaz, exprimée en GW, n'est pas intuitive. SimelSP3 la calcule et permet de la visualiser heure par heure.

SimelSP3 simule deux sources d'électricité pour électrolyse : sur excédents et "en base moins la pointe" :  la consommation d'électricité est constante mais s'efface lorsque le sytème doit faire appel aux TAC ou groupes électrogènes. SimelSP3 calcule aussi le besoin de capacité de stockage d'hydrogène - il n'en calcule pas encore le coût faute d'information.

SimelSP3  calcule le total des dépenses de production d'électricité et d'hydrogène et les dépenses de stockage d'électricité, ce qui permet  de calculer le coût de l'hydrogène en comparant les dépenses totales avec plus ou moins d'hydrogène.

SimelSP3 popose une option qui tient compte de la contrainte qui  limite l'entrée des productions éolienne et photovoltaïque car ces moyens de production n'apportent pas au réseau électrique l'inertie mécanique dont il a besoin pour sa stabilité. Si la capacité nucléaire installée est supérieure à une certaine valeur, elle est suffisante pour apporter l'inertie dont le réseau a besoin. Sinon, il faut apporter au réseau l'inertie de machines tournantes qui ne produisent pas d'électricité - ou, si c'est possible, des dispositifs électroniques ad hoc.

SimelSP3  guide l'utilisateur pour déterminer le  besoin de capacité de production à partit de gaz et de groupes électrogènes. Il propose une valeur en tenant compte de la baisse du besoin de capacité rendue possible par le stockage et il donne des informations pour y ajouter  une "marge" ou en retrancher une "défaillance".

Au total, cet outil de simulation  est  facile à utiliser. Si l'on introduit les hypothèses de l'ADEME ou de RTE, il fournit des résultats très proches de ceux que publient ces organismes ; il donne beaucoup d'autres informations ; il permet d'étudier d'autres hyothèses. Comme tout est visible et transparent, il permet d'éviter le très fâcheux syndrome de la "boîte noire". - cf. une note sur les limites et la pertinence de ce modèle.



Toute remarque est bienvenue.






Quelques particularités :

SimelSP2 simule le système de production d'électricité et d'hydrogène
Ce modèle est accessible car il est publié et simple d'utilisation.
Il est facile à comprendre car c'est une simple feuille de calcul au format Excel.
Il calcule des variantes en quelques clics et quelques secondes.
Il permet de voir heure par heure ce qui se passe : charge et décharge des stockages, possibilités de production excédentaires, etc.
Il propose une option qui inclut la contrainte de stabilité du réseau et le moyen de la préserver
Il simule la possibilité d'effacement définitif où l'électricité est remplacée par une autre forme d'énergie.
Il permet de se rendre compte des possibilités et des limites de batteries s'ajoutant aux moyens de stockage existants.
Pour la bioénergie il distingue la biomasse (en distinquant une production de base et une production pilotable) et le biogaz
Parmi les possibilités de production excédentaires, il distingue celles du nucléaire d'une part, de l'éolien et du photovoltaïque d'autre part
Il calcule les variations en une heure de la production nucléaire ; il peut leur imposer une limite en plus ou en moins
Il calcule la production d'hydrogène disponible hors du système électrique ; il en montre les variations d'heure en heure.
Il calcule le coût de l'hydrogène, un calcul difficile à faire lorsqu'il n'est pas couplé à l'ensemble du système électrique
Il est facile à compléter, par exemple en introduisant d'autres chroniques de consommation ou de production éolienne ou en mer.




Pour aller directement à SimelSP3


  Notice d'utilisation simplifiée de SimelSP3

Simel SP3 simule le système de production d'électricité et d'hydrogène

Les données à introduire

La consommation
La consommation finale
Le profil horaire de la consommation annuelle : SimelSP3 propose cinq options : l'année 2013, l'année 2012, un profil horaire élaboré par l'ADEME, un profil qui distingue la consommation d'électricité de chauffage ; l'utilisateur peut aussi introduire un profil de son choix. voir ici.
          
          La consommation pour produire de l'hydrogène
avec des électrolyseurs qui s'alimentent à puissance constante sur le réseau sauf pendant les heures de pointe ("en base moins la pointe"). Ici, il s'agit de ce que serait la consommation si l'électrolyseur fonctionnait à puissance constante.

           Les possibilités d'effacement définitif : une capacité maximum l'hiver et une autre l'été : pendant une heure, l'effacement intervient en remplacement de production de pointe (TAC ou groupes électrogènes) dans une limite qui est proportionnelle à la capacité maximale d'effacement et à la consommation totale.       
Les déplacements de consommation : indiquer le maximum de consommation pouvant être déplacée avant compensation; indiquer aussi la puissance pouvant être effacée - attention ! cette donnée n'indique nullement la baisse du besoin de capacité de production à partir de gaz

La capacité de l'électrolyse qui utilise les excédents pour produire de l'hydrogène consommé hors du système électrique

La capacité d'utilisation des excédents non utilisés pour produire de l'hydrogène

Entre la consommation et la production

- la diminution souhaitée du besoin de capacité de production à partir de gaz (ou de groupes électrogènes) rendue possible par l'ensemble des Steps, des batteries, et des flexibilités de la consommation et de la production hydraulique voir plus bas 

- pour les batteries, les STEPs, la flexibilité de la production hydraulique : leur capacité (en GWh), leur puissance de charge et leur puissance de décharge (en GW) ; la flexibilité de la production hydaulique se mesure par l'écart de la production horaire à la moyenne glissante de la producon horaire sur trois semaines.

- pour la production d'hydrogène destiné à produire de l'électricité délivrée sur le réseau : procédé P2G2P : la capacité de l'électrolyseur ; le rendement du processus P2G2P qui va de l'électrolyse à la production d'électricité selon qu'il passe par des CCG ou par des TAC.

Pour aller directement à SimelSP3

La production

Introduire les composantes des moyens de production d'électricité
- pour le nucléaire : la capacité installée et, en pourcentage, la capacité disponible en moyenne et au maximum dans l'année (l'hiver) ; la flexibilité maximum et le fonctionnement minimum. La flexilité du nucléaire : 1- la production horaire minimum  2- la limite maximum de l'augmentation de  production horaire d'une heure à la suivante, exprimée en un pourcentage de la capacité disponible ; 3- la limite maximum de la diminution de la production horaire d'une heure à la suivante, en pourcentage de la production effective ;
- pour l'éolien : la capacité installée sur terre et en mer, les facteurs de charge (en nombre d'heures par an) sur terre et en mer ;
- pour le photovoltaïque, le facteur de charge et le pourcentage sur toiture ;

- pour préserver la stabilité du réseau électrique : une option permet d'en tenir compte. La puissance éolienne et photovoltaïque mise sur le réseau et la décharge des stockages sont alors limitées de façon que la puissance délivrée par les machines tournantes soit supérieure à une limite minimale qui préserve la stabilité du réseau. L'utilisateur indique de combien ce minimum peut être diminué par apport d'inertie par des machines qui ne produisent pas d'électricité ou d'une autre façon ;
Dans la situation actuelle une inertie mécanique est apportée par les machines de production car ce sont des machines tournantes (hydraulique, gaz, biomasse et nucléaire). Cette inertie est proportionnelle aux capacités de production couplées au réseau. Lorsque la capacité éolienne et photovoltaïque devient importante, l'inertie de machines tournantes couplées au réseau n'est pas suffisante pour préserver la stabilité du réseau. Sans apport d'inertie la capacité minimale des machines tournantes couplées au réseau est aujourd'hui de l'ordre de 30 GW. SimelSP3 suppose que ce minimum est proportionnel à la production annuelle totale. Il suppose aussi que toute la capacité nucléaire disponible est couplée au réseau et que la capacité des CCG et des TAC couplées au réseau est proportionnelle à leur production.

- pour l'hydraulique - sans  les Steps, qui sont traitées comme un moyen de stockage ;
 
SimelSP3 distingue une partie "de base", qui est la moyenne glissante des productions horaires pendant trois semaines, et une fluctuation, heure par heure, autour de cete production "de base". La fluctuation est traitée comme un moyen de stockage. La moyenne glissante sur trois semaines a le même profil que durant l'année 2013. L'utilisateur introduit la production annuelle ; la capacité garantie, qui est le minimum en hiver de la production de base. En tant que moyen de stockage, l'utilisateur introduit l'ampleur de la flexibilité, une capacité de stockage et une autre de déstockage.

- pour la biomasse solide : on introduit la production annuelle et aussi la partie de cette production qui est "en base"
La production à partir de biomasse est limitée par la capacité de l'équipement et par la quantité de biomasse. Par ailleurs, s'il y a peu de nucléaire, cette production sera sollicitée pour pallier les fluctuations éoliennes et solaires. C'est pourquoi, SimelSP3 distingue une production en base et une production pilotable. La production pilotable heure par heure est proportionnelle à ce qui est fourni par les CCG. Le calcul de la capacité de production demande la coopération de l'utilisateur - cf. les commentaires sur la feuille de calcul et ci-dessous.

- pour le biométhane : on introduit la production annuelle à partir de biométhane ; on introduit aussi le coût du MWh thermique du biogaz.

- pour la production à partir de gaz, fossile gaz de synthèse ou biométhane : ajouter ou retrancher quelques GW au résultat du calcul fait par SimelSP3 :
SimelSP3 calcule ainsi la capacité des moyens de production à partir de gaz, c'est à dire les CCG d'une part, les moyens de pointe (TACs et éventuellement groupes électrogènes) d'autre part : c'est  la différence entre, d'une part, le maximum de la production horaire demandée aux moyens pilotables autres que le nucléaire et, d'autre part, la diminution du besoin de capacité de production à partir de gaz rendue possible par l'ensemble des stockages et des flexibilités ; à cette différence l'utilisateur peut ajouter une "marge" on faire l'hypothèse d'une "défaillance".
SimelSP3 calcule aussi la différence entre la demande horaire maximum et la somme a) des "capacités garanties" par le nucléaire, l'hydraulique, l'éolien, la biomasse et de b) la baisse du besoin de capacité rendue possible par les stockages et les flexibilités. Ce deuxième calcul peut aider l'utilisateur à choisir "la marge" ou la "défaillance".

Sans indication contraire, le logiciel calcule lui-même la capacité des moyens de pointe (TAC et groupes électrogènes). Autre option : l'utilisateur peut choisir d'ajuster la capacité de pointe de façon à minimiser les dépenses sachant que les CCG coûtent plus cher mais ont un meilleur rendement que les moyens de pointe.

- pour la production d'hydrogène qui produira du méthane pour produire de l'électricité mise sur le réseau électrique (procédé P2G2P), la capacité de l'électrolyse et le rendement du procédé selon que l'électricité est produite par des CCG ou des TACs.

- pour la production d'hydrogène qui ne sert pas à produire de l'électricité mise sur le réseau électrique, la capacité de l'électrolyse.
.
   Au total, pour la production d'hydrogène consommée hors réseau électrique, introduire
            la consommation d'électricité "en base moins la pointe" : ce qu'elle serait sans effacement
            la capacité de l'électrolyse alimentée par les "excédents", c'est-à-dire les possibilités de production éolienne, photovoltaïque et nucléaire qui ne sont pas consommées directement ou indirectement pour fournir la consommation finale et la production d'hydrogène "en base moins la pointe".

- Pour l'exportation ou d'autres usages
: la somme de la capacité des lignes d'interconnexion vers l'étranger et de la capacité des installations consommant l'électricité pour autre chose que la productoin d'hydrogène.

Les coûts et les dépenses - hors hydraulique
- pour chaque moyen de production et de stockage : la capacité, les dépenses d'installation, la durée de vie, les dépenses annuelles indépendantes de la consommation et les dépenses d'énergie. Sur une feuille intitulée "les coûts", on verra les coûts du nucléaire, des éoliennes et du photovoltaïque aujourd'hui et en 2035 ou 2050 selon l'ADEME ou selon RTE. Les valeurs publiées utilisées sont les coûts indiqués par RTE pour 2035 auxquelles ont été ajoutés les coûts de raccordement au réseau.
- le coût de réseau de l'électricité intermittente
- le taux d'actualisation
- les coûts du MWh thermique de biométhane et de gaz fossile
- le coût du CO2
- la valorisation en €/MWh des excédents du système de production d'électricité et d'hydrogène c'est-à-dire les possibilités de production nucléaire, éolienne et photovoltaïque non utilisées pour la consommation finale d'électricité et pour la production d'hydrogène "en base moins la pointe".
- les coûts de production d'hydrogène ; le coût de transport d'électricité vers l'électrolyse.

Les résultats fournis par la feuille de calcul
- La production d'électricité à partir d'énergie fossile, produite en France ou importée : cette simulation ne dit pas où l'électricité est produite
- La production d'hydrogène
- Les quantités exportées ou consommées pour autre chose que la production d'hydrogène en distinguant les quantités produites par éoliennes ou photovoltaïque et les quantités produites par les réacteurs nucléaires
- Les consommations effacées définitivement sans préavis mais selon un contrat passé avec le consommateur
- Les productions par moyen de production
- Les dépenses annuelles de production hors hydraulique ; les mêmes augmentées du coût du CO2 ou/et diminuées de la valorisation des possibilités de production excédentaires (tenant compte du coût de production lorsque ces excédents sont d'origine nucléaire)
- Les dépenses par moyen de production et de stockage
- Les dépenses de transport et distribution : le surcoût selon la capacité de production éolienne et photovoltaïque
- Les dépenses totales de production d'électricité et d'hydrogène
- Les éléments permettant de calculer le coût de production de l'hydrogène comme la différence entre les dépenses totales avec plus ou moins d'hydrogène
- Quelques effets connexes : nombre d'éoliennes, surfaces occupées par le photovoltaïque.
- Les besoins de flexibilité
Ce que doivent être la capacité du stockage, les possibilités de déplacement de consommation (en GWh) et la modulation de la production hydraulique (en GWh) pour diminuer le besoin de capacité de production (en GW) comme indiqué par l'utiilsateur.
- L'équilibre entre nucléaire et productions intermittentes :
Pour chacune des six destinations de l'électricité, la part de nucléaire et celle des productions intermittentes (éolien et photovoltaïque). Ainsi pour : 1- la consommation finale, 2- les quantités "stockées" (au sens large), 3- la consommation pour produire du gaz de synthèse (procédé P2G2P), 4- la production d'hydrogène consommé hors du système électrique, 5- les autres utilisation de l'léctrcité, 6- les possibilités abandonnées.
Les variatons heure par heure de la production nucléaire : le nombre de fois où l'augmentaton ou bien la diminution de la production horaire varie en une heure d'une quantité supérieure à une quantité donnée - par exemple une production en une heure supérieure ou inférieure de 7 GWh ou de 5 GWh à celle de l'heure précdente.

Pour aller directement à SimelSP3


 









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 relue et complétée le 15 décembre 2022

Une feuille de calcul

qui simule un parc de production d’électricité et calcule les dépenses de production

Notice technique - compléments à la notice simplifiée

voir ici les améliorations apportées depuis la première publication

Les capacités garanties - y compris l'effacement et la diminution du besoin de capacité rendue possible par le stockage

Le besoin de capacité de production à partir de gaz est calculé de deux façons différentes : ou bien àpartir de chroniques horaires de consommation et d'activité éolienne, ou bien comme la différence entre de la consommation de pointe et une "capacité garantie" - calculée ainsi.
.
- La capacité garantie par le nucléaire est calculée avec le coefficient de disponibilité nucléraire en hiver
- La capacité garantie par les éoliennes est indiquée par un coefficient s'appliquant à la puissance installée.
- L'hydraulique des fleuves et des lacs apporte sa contribution de deux façons : par une production moyenne lissée sur trois semaines, appelée ici "production de base" et par une flexibilité autour de cette moyenne. La capacité garantie est le minimum, en hiver, de la production de base.
- Les steps, les batteries et les possibilités de déplacement de consommation et la flexilibilité de la production hydraulique diminuent ensemble le besoin de capacité de production ; cette diminution ne peut pas être attribuée à tel ou tel moyen. L'utilisateur introduit donc une seule valeur, en GW.
- La capacité d'effacement : les électrolyseurs alimentés sur le réseau s'effacent pendant les heures où, pour répondre à la demande, il est nécessaire de produire de l'électricité avec des TAC. Les consommateurs qui ont déclaré qu'ils pouvaient s'effacer sont supposés avoir, avant effacement, le même profil de consommation que la consommation totale.

Les calculs

En quantité

Les chroniques horaires colonne par colonne

La consommation finale avant déplacements et effacements est calculée heure par heure à partir de la consommation annuelle totale et du profil horaire de consommation. L'utilisateur a le choix entre 5 options Voir ici.  Avec l'option 4, il introduit la consommation d'électricité pour le chauffage.

Dans sa version d'origine, SimelSP calcule heure par heure une consommation proportionnelle à celle de 2013 avec un coefficient de proportionnalité qui est selon le choix de l'utilisateur,
        ou bien le même  toute l'année si l'utilisateur choisit d'introduire la consommation annuelle.
        ou bien différent pour six mois frais chauds (du 1er avril au 30 septembre) d'une part, six mois frais d'autre part.


Les colonnes de 8760 lignes, une par heure

La  consommation

Les quantités destinées directement à la consommation finale et à la consommation des électrolyseurs alimentés sur le réseau (y compris les pertes en ligne) ; ces quantités sont comptées sans déplacement ni effacement. La consommation finale est colonne E : elle reprend ce qui est calculé sur la feuille "chroniques horaires" à partir du profil horaire de consommation choisi parmis plusieurs possibilités. SimelSP3 ajoute les pertes en ligne, la consommation pour produire de l'hydrogène "en base moins la pointe" et aussi la consommation d'énergie qui maintient en mouvements les masses tournantes ne prodisant pas d'électricité ou tout autre dispositif dont la mission est de préserver la stabilité du réseau : le tout, colonnes E à H.

Les quantités consommées pour produire de l'hydrogène hors du système électrique et autre chose, ou pour être exporté et les possibilités de production abandonnées sont calculées dans les colonnes R à AD.

Les moyens de  production

On répartit les moyens de production en deux catégories
           la catégorie A : l'ensemble des "moyens de base", de l'éolien, du photovoltaïque et du nucléaire
           la catégorie B : les moyens de production pilotables de biomasse, de gaz (quelle que soit l'origine du gaz) ou de fioul.

On appelle ici moyens "de base" l'ensemble formé de la partie "base" des sources thermiques fossiles et non fossiles et la partie "base" de la production hydraulique. Les moyens "de base" ne sont pas pilotables.

La production hydraulique est décomposée heure par heure entre une partie "de base" et une modulation. La partie de base est, heure par heure, la moyenne mobile sur trois semaines d'une production horaire qui serait proportionnelle à la production hydraulique horaire l'année 2013. La modulation entre dans les quantités "stockées" ou déstockées" d'un "stock" formé par les batteries, les Steps, la flexibilité de la consommation et celle de la production hydraulique .

La production à partir de biomasse solide a une partie "de base". Il peut y avoir une production thermiue fossile "de base' (en cogénération par exemple).

Les productions, heure par heure, pour la consommation finale et l'électrolyse "en base moins la pointe"

Les moyens sont appelés dans cet ordre : les moyens de base, l'éolien et le photovoltaïque, le nucléaire, le "déstockage", la paretie pilotable de la production à partir de biomasse, les CCG, l'effacement définitif de la consommation, les moyens de pointe (TACs et groupes électrogènes).

On rappelle que la capacité de "stockage" est la somme des capacités, en GWh, des Steps, des batteries, de la flexibilité de la consommation et de la flexibilité de la produciton hydraulique.

       - les moyens de base : la production est calculée dans les colonnes AU à AX

       - L'éolien et le photovoltaïque directement utilisés par la consommation finale
    - possibilités de production éolienne : elles sont calculées heure par heure sur la feuille "chroniqus hor".  SimelSP3 calcule heure par heure la possibilité de production éolienne sur terre en se référant à la production en 2013 ou en 2012. Les chroniques de l'éolien en mer sont celles qui ont été retenues dans une étude faite par une équipe du CIRED. colonne I
    - possibilités de production photovoltaïque : colonne J : proportionnelles à la production de 2013 dans un rapport qui tient compte de la capacité installée et de l’efficacité du photovoltaïque.par exemple
     - possibilités de mise sur le réseau avant de tenir compte de la contrainte relative à la stabilité du réseau : elles sont limitées 1- par le besoin de la consommation (colonne H) et les possibilités de production de base (colonne AX) 2- par les limites de la flexibilité de la production nucléaire et 3- par la limite minimale d'inertie des machines tournantes de production, pour préserver la stabilité du réseau. Le résultat est colonne BG.

- La stabilité du réseau : préserver un minimum d'inertie mécanique : la LMCMT : limite minimale de capacité des machines tournantes

Ou bien on considère que la stabilité du réseau ne crée pas de contrainte spécifique ; ou bien on considère que l'inertie des machines couplées sur le réseau doit être supérieure à un minimum, la LMCMT : voir case S36 pour le choix de l'option.
Cette inertie est exprimée en capacité de production, en supposant que pour une même capacité, l'inertie des turbo-alternateurs est la même pour tous les modes de production.
Dans le cas où cette inertie doit être supérieure à un minimum, on  suppose ici qu'à chaque instant la capacité nucléaire couplée au réseau est la capacité installée multipliée par le coefficient de disponibilité à cet instant (quelle que soit la production réelle à cet instant) et que la capacité des CCG et des TAC couplées au réseau est égale à la puissance effectivement produite (elles sont découplées si elles ne produisent pas). Une masse tournante connectée sans produire de l'électricité (c'est-à-dire un compensateur synchrone) ou encore, éventuellement, des dipostifis électroniques dits "inertie virtuelle", abaissent la LMCMT. Le simulateur  indique ce que doit être la LMCMT sans dispositif spécifique permettant de la réduire (case S39) ; l'utilisateur dit de combien un dispositif spécifique la réduit (case S42). Elle est aussi réduite du montant de l'inertie des moteurs couplés au réseau (case BG129). La LMCMT est calculée heure par heure colonne BF.

SimelSP3 limite l'accès au réseau de l'éolien et du photovoltaïque et la puissance délivrée par le déstockage de façon à laisser suffisamment de place aux machines tournantes pilotables : colonnes AY à BL.

Le total des productions et déstockages qui desservent directement la consommation finale et l'électrolyse "en base moins la pointe" est en H.  Ce total est la somme de : 1- la production "de base" : l'hydraulique, la biomasse et la production thermique de base, colonne AX ;  2- une production nucléaire directement consommée, colonne M, dont la capacité de production disponible est colonne AY ; 3- une production à partir d'éolien et de photovoltaïque BG ; 4- la production de gaz pilotable ; 5- le déstockage, colonne S.  La production éolienne et PV  directemenet consommée est colonne BG.  On a H = AX+M+BG+S+ (gaz pilotable). L'inertie, exprimée en capacité de production, est égale à AX+AY+(gaz pilotable) = H-M-S -BG+AY. Elle doit être supérieure à la limite minimum, qui est en BF. Donc BG<H-BF+AY-M-S.
Comme ces grandeurs dépendent les unes des autres, sur un tableur excel il faut veiller à éviter les"références croisées". C'est pourquoi pour calculer BG à l'heure n on utilise parfois des valeurs de l'heure n-1.

       - La production nucléaire directement utilisée par la consommation finale

    Elle est calculée en plusieurs temps.
     1- la capacité maximum, compte tenu du coefficient technique de disponibilité, qui est modulé en cours d'année, et de la limite d'augmentation de la production d'une heure à l'autre. Colonnes AY et AZ.
     2- la puissance mise sur le réseau est limitée par la différence entre d'une part la consommation et, d'autre part,  la somme des quantités produites par les moyens de base et les quantités produites par éoliennes et  photovoltaïque et pouvant être mises sur le réseau ; mais la puissance nucléaire mise sur le réseau doit être supérieure à un minimum et respecter des limites de diminution de la puissance heure par heure. Colonnes K à M.

Calculer une production nucléaire supérieure à un minimum

La production d'électricité a cinq destinations : consommation directe, mise en stock (y compris la flexiblité de la consommation et celle de la production hydraulique), processus P2G2P, électrolyse pour produire de l'hydrogène à consommer hors du système électrique, autres utilisations ou exportation. Pour chacune de ces destinations, l'ensemble éolien et photovoltaïque a la priorité sur le nucléaire, sous réserve de respecter un limite minimale de production nuclaire.

 La  production nucléaire durant l'heure n doit être supérieure à (1-p) fois ce qu'elle était l'heure précédente.
Pour respecter la limite,  SimelSP3 procède ainsi : les cinq destinations de la production nucléaire sont notées i,  de 1 à 5. La production nucléaire pour la destination i doit être telle que la production durant l'heure n pour l'ensemble des destinations j telles que j est inférieur ou égal à i soit supérieure à (1-p) fois la production pour les destinations jusqu'à i durant l'heure n-1.

      - La production des moyens de catégorie A (voir ici) pouvant être consommée directement

C'est la somme des possibilités de base (colonne AX) et de tout ou partie des possibilités de production éolienne et photovoltaïque (colonne BG) et nucléaire (colonne M). En tout : colonne BC.

Lorsque les possibilités de production de catégories A dépassent les besoins de la consommation

Si les possibilités de production hydraulique et thermique "de base" (colonne AX), nucléaire (colonne AZ), éolien et PV (colonnes I et J),  au total colonne BB, dépassent les besoins de la  finale et de la consommation des électrolyseurs alimentés "en base moins la pointe" - l'une et l'autre avant déplacement ou effacement (colonne H), alors la différence est la colonne N : BB-H
Ce premier "excédent" sera mis en stock ou servira à autre chose.

La définition du stockage :
Ici le "stockage" est la somme des possibilités, en GWh, des batteries, des Steps et des flexibilités de la consommation et de la production hydraulique. Il y a "mise en stock" "ou déstockage" lorsque la production hydraulique est supérieure à sa moyenne glissante sur trois semaines ou lorsqu'une consommation d'électricité se fait avant qu'elle soit réellement utilisée (le cas des chauffe-eau) ou encore lorsque les heures de fonctionnement d'une usine sont modifées. La capacité du stockage en GWh est le maximum de la somme algébrique des écarts à la moyenne sur N heures consécutives, quel que soit N.
La production à partir de gaz de synthèse produit à partir des excédents n'entre pas dans cette définition du stockage.

Lorsque les moyens de production de catégorie A ne suffisent pas à répondre aux besoins de la consommation

La colonne O  : lorsque la partie des capacités de production (colonne BB ; voir-ci-dessus) qui peut entrer sur le réseau (colonne BC) ne suffit pas à répondre la consommation finale et au besoin de l'électrolyse "en base moins la pointe" (colonne H), la différence est colonne O : c'est H-BC.

Pour équilibrer le réseau heure par heure : lorsque la valeur inscrite colonne O est positive, la quantité manquante est apportée par du "déstockage" (au sens large donné ici, colonne S), puis par la part pilotable de la production à partir de biomasse, puis par les CCG (qui consomment du gaz de synthèse, du biométhane et du gaz fossile) (colonne AJ), puis par l'effacement définitif (colonne AM) et enfin par des TACs (colonne AO).

La pointe : SimelSP3 montre ce qui se passe "à la pointe de la pointe" : nombre d'heures où la demande faite aux moyens pilotables est supérieure à un certaine valeur légèrement inférieure au maximum et quantités, en MWh , correspondantes : colonnes CT à CX.

Le recours au stockage ou au déstockage

Chaque heure, les quantités susceptibles d'être mises en stock sont colonne N. L'appel au déstockage est colonne O

Le débit de stockage ou de déstockage est limité par la capacité de charge et de décharge. Ces limites de débit sont la somme des débits maximum de chaque composante du stockage.

Les quantités  mises en stocks ou prélevées pendant une heure sont évidemment limitées par l'état du stockage au début de cette heure là. L'utilisateur doit introduire l'état du stock en début d'année et l'ajuster de façon qu'il soit égal à la situation en fin d'année. Le plus souvent, cela conduit à supposer que les stocks sont pleins en début d'année.

Si l'utilisateur de SimelSP3 a choisi l'option qui donne une limite minimum d'inertie des machines tournantes de production (cellule S38), cela peut limiter la quantité déstockée chaque heure. Comme le débit de déstockage dépend lui-même de la puissance éolienne et photovoltaïque qui entre sur le réseau, on butte sur des "références croisées". La difficulté est surmontée comme expliqué ci-dessous.

Pour éviter les références croisées, le logiciel calcule à chaque heure une "marge d'inertie", c'est à dire de combien la décharge des batteries aurait pu être supérieure à ce qu'elle a été sans violer la règle d'inertie minimale. Cette réserve d'inertie peut être utilisée pendant l'heure suivante.
Cela crée des phénomènes de "pompage" qui sont évités si l'on retient, à chaque heure, la moyenne des "réserves d'inertie" de deux heures.

     - La production à partir de gaz et de biomasse pilotable, et l'importation 

               La capacité de production à partir de gaz : CCG et TAC et l'importation

La somme de la capacité de production à partir de gaz et d'importation (cellule R62) est la différence entre, d'une part, le maximum de la colonne O (cellule R81) et, d'autre part, la somme de la capacité de production à partir de biomasse pilotable (voir ci-dessous, cellule AG124), de la capacité effaçable définitivement (cellules Q53 et S52,) et de la diminution du besoin de capacité rendue possible par le stockage (cellule K56) si elle est supérieure à la somme des débits de déstockage (cellule K55). Ce résultat peut êre modifié en introduisant soit une marge soit une défaillance (cellule Q55).
Sur la relation entre d'une part la capacité des stockages et flexibilités et

Si l'importation est nulle, l'utilisateur peut introduire la capacité des TAC ou laisser SimelSP3 répartir cette capacité de production entre CCG et TAC  (option 1 ou 2 cellule N55).

              Les productions à partir de biomasse pilotable, de CCG et de TAC

La capacité de production pilotable à partir de biomasse solide ayant été trouvée comme dit ci-dessous,  SimelSP3 calcule les productions horaires à partir de biomasse pilotable (colonne AH) et la production à partir de CCG (colonne A J)

Le cas de la biomasse solide

Il n'est pas assurément utile qu'un simulateur simplifié distingue une biomasse solide pilotable et une biomasse solide non pilotable ; cela a été fait car je ne pense pas qu'une biomase solide soit facilement pilotable. Quoi qu'il en soit, c'est fait et je pense que la coopération demandée entre le simulateur et son utilisateur permet d'obtenir un résultat valable

SimelSP3 distingue une production à partir de biomasse solide qui est "en base", et une autre qui est pilotable, ce qui crée quelques difficultés de calcul car, contrairement au gaz, la ressource en biomasse solide est limitée.

SimelSP3 commence par calculer heure par heure le total de la production pilotable à partir de biomasse et de gaz (quelle que soit l'origine du gaz) et des quantités effacées : colonne AF, différence entre la colonne O (ce qui manque) et S (ce qui est restitué par le "stockage"). Puis, sur une hypothèse de capacité totale de production à partir de biomasse - introduite par l'utilisateur en M46 - SimelSP3 calcule la capacité de production pilotable à partir de biomasse comme la différence entre la capacité totale et la capacité de production de base (calculée à partir de la production annuelle en base, introduite cellule M43, avec un facteur de charge de 7500 h par an) ; puis il calcule ce que serait alors la capacité de production totale des CCG (dont la capacité est donnée par ailleurs cf. ici) et de production pilotable à partir de biomasse : c'est le maximum de la production horaire . Puis il calcule heure par heure ce que serait la production avec une telle capacité (colonne AG) et la répartit entre l'un et l'autre à proportion des capacités de production qui ont servi à faire le calcul. Le maximum horaire de la production pilotable à partir de biomasse indique ce que doit être la capacité de production. A partir de là, SimelSP3 indique en case M45 une capacité de production à partir de biomasse. L'utilisateur de SimelSP3 ajuste la capacité de production introduite en M46 de façon qu'elle soit égale à la valeur calculée en M45.

      - L'effacement définitif de la consommation finale - colonne AN

L'effacement définitif intervient après le déstockage et la production à partir de biomasse et de CCG. Chaque heure, il est inférieur à une valeur proportionnelle à la consommation totale pendant cette heure et à la capacité effaçable maximum. L'hypothèse est faite que le profil de cette consommation très partiellement effaçable est le même que celui de la consommation en général.

SimelSP3 calcule par ailleurs, heure par heure, l'effacement des électrolyseurs alimentés en base sur le réseau.

      - La production des TACs

SimelSP3 calcule chaque heure, colonne AO, la somme de la production des TACs et des quantités qui sont déchargées du "stockage" pour écrêter les pointes de ce qui est demandé aux TACs si les moyens de stockage sont suffisamment chargés avant qu'on en ait ainsi besoin. SimelSP3 ne représente pas cette recharge avant les pointes car, pour lui, les stocks sont rechargés seulement par le nucléaire, l'hydraulique, l'éolien et le photovoltaïque. Mais, on l'a vu, la diminution du besoin de capacité de production est introduite par l'utilisateur. Les quantités déstockées pour écrêter la pointe de la production à partir de gaz sont faibles ; avant d'être déstockées, ces quantités ont été produites en totalité à partir de gaz. Elles sont calculées colonne CU. Elles sont très faibles.


Lorsque les possibilités de production de catégorie A dépassent ce qui peut aller directement à la consommation

Les moyens de production de catégorie A sont les moyens autres que les moyens pilotables à partir de gaz et de biomasse. Leurs possibilités de production est colonne BB. Ce qui est directement utilisé par la consommation finale et de l'électrolyse "en base moins la pointe" est en BC.

Appelons ici "surplus" la différence, heure par heure, entre BB et BC.

Chaque heure, selon SimelSP3, le surplus a cinq destinations possibles : dans l'ordre :
          recharger les stocks (ici la définition du stockage),
          produire de l'hydrogène qui servira à poduire du méthane pour produire de l'électricité, procédé P2G2P, dans la limite de la capacité de de procédé - introduite par l'utilisateur cellule N50.
          produire de l'hydrogène qui sera utilisé hors du système électrique
          un autre usage ou l'exportation.
          être abandonné.

Stockage et P2G2P - possibilités de production excédentaires
Il est habituel de considérer le procédé P2G2P comme un moyen de "stockage". Cela se comprend dans la mesure où, comme le stockage, il permet de mettre un écart entre le moment où l'électricité est produite et le momeni où elle est consommée. Néanmoins  le stockage et le P2G2P ont des caractéristiques très différentes. Le stockage est d'abord limité, vu son coût, par une limite de capacité en GWh qui lui est propre. Ils ont aussi des limites de puissance de stockage et de déstockage qui leur sont propres. La limite du P2G2P qui lui est propre est une limite de capacité en GW et sa limite en GWh ne dépend pas de lui mais de l'ensemble du système de production et de consommation d'électricité et d'hydrogène. Par ailleurs, comme déjà dit, la capacité du stockage, en GWh, inclut les flexibilités de la consommation et de la production hydraulique, limitées elles-mêmes, comme les batteries et les Steps, en GWh et en GW.

Dans chaque cas SimelSP3 calcule les quantités venant des éoliennes ou photovoltaïque d'une part, de nucléaire d'autre part. La priorité est donnée à l'éolien et au photovoltaïque tout en respectant les limites de flexibilité du nucléaire : colonnes BN à CF. Voir ici comment est traitée la limite de variabilité de la production nucléaire

On calcule alors les possibilités de production abandonnées, la production nucléaire totale et la production éolienne et photovoltaïque totale.

- La variabilité de la production d'hydrogène et les besoins de stockage d'hydrogène :
Les colonnes BT à BV calculent le nombre de fois où la production varie en une heure d'une quantité supérieure à une valeur donnée.

- Le besoin de stockage d'hydrogène : case L82.  SimelSP3 calcule ce que doit être la capacité de stockage d'hydrogène pour une livraison d'hydrogène à flux consant : colonnes BW à BZ. Il calcule heure par heure la consommation totale d'électricité "sur excédents" et en "base moins la pointe" puis il en retire, heure par heure, une livraison constante, puis il calcule les quantités contenues dans un stockage virtuel de contenance nulle - certaines valeurs sont donc négatives ; il note la valeur maximale et la valeur minimale des quantités contenues par ce stock virtuel. La différence entre les deux permet de calculer ce que doit être, au minimum, la contenance d'un stockage réel, en comptant les pertes en ligne de l'électricité et le rendement de l'électrolyse.


Une autre version de ce simulateur permet d'utiliser les chroniques de consommation et les chroniques d'activité éolienne des années 2012 à 2017, ce qui permet 36 combinaisons. La consommation de 2012 combinée à l'activité éolienne de 2015 (extrêmement faible certains jours d'hiver) conduit à penser que la capacité de production calculée selon la première méthode (supposant que la production éolienne est nulle lorsque la consommation est maximum) et sur la base de l'année 2013 est suffisante.
On peut également construire d'autres chroniques de consommation à partir de celles qui ont été élaborées par l'ADEME
Cela donne une indication mais ne remplace pas, bien sûr, l'observation d'un très grand nombre de chroniques selon  une méthode "Monte Carlo".



Le calcul des dépenses
Introduire le taux d’actualisation  (cellule P67)

Une "banque de coûts" est donnée en feuille 2. Il est facile de "copier-coller" dans la feuille de calcul le jeu d'hypothèses de son choix, ou d'introduire d'autres hyothèses

- Pour nucléaire, éolien sur terre ou en mer, PV sur sol, PV sur toiture, production à partir de biomasse, déplacement de consommation, batteries, électrolyse et méthanation et aussi  production à partir de CCG ou de moyens de pointe et enfin apport d'inertie sans production d'électricité, SimelSP3 calcule le montant de l’investissement, une annuité constante représentant ce montant, les frais fixes annuels, les frais variables et les dépenses totales.

- Pour la production à partir de gaz (gaz fossile ou biométhane) par des CCG et des TAC, le coût variable est une moyenne pondérée du coût de biométhane et du coût du gaz fossile (hors CO2). Ce coût variable est calculé par SimelSP3.

- Introduire aussi, à titre indicatif, un surcoût de réseau de distribution causé par l'intermittence lorsque la capacité des moyens éolien et PV dépasse 30 GW.

- Le coût du MWh par moyen de production, LCOE : pour chaque moyen de production ou de stockage SimelSP3 calcule un coût du MWh. C'est le montant des dépenses rapporté aux possibilités de production. Le coût au MWh du processus P2G2P, avec ou sans passage par la production de méthane, aide à calibrer la capacité de l’électrolyseur.

- Le coût de production d'hydrogène consommé hors du système électrique
     Ce coût peut être calculé de deux façons différentes : ou bien directement à partir des coûts fixes et du coût de l'électricité payé par l'électrolyse ou bien comme la différence des dépenses totales de production d'électricité et d'hydrogène avec une même consommation finale d'électricité et plus ou moins d'hydrogène.
Avec la première option, il faut connaître le coût de l'électricité payé par l'électrolyse et aussi le facteur de charge de l'électrolyse (introduits sur la feuille 2). Avec la seconde option, il suffit de connaître les dépenses fixes de l'électrolyse (le montant de l'investissement est introduit sur la feuille 1, case N77). Dans les deux options, il faut aussi introduire le rendement de l'électrolyse et les dépenses d'acheminement de l'électricité (sur la feuille 2).

Selon la première option, SimelSP3 calcule les dépenses à partir du coût de l'électricité, du facteur de charge et de l'efficacité de l'électrolyse.

Selon la seconde option, SimelSP3 calcule les dépenses totales de production d'électricité et d'hydrogène en ajoutant aux dépenses de production d'électricité les dépenses fixes de production d'hydrogène, le coût marginal de l'électricité consommée et les dépenses d'acheminement de l'électricité et en retranchant la valorisation de l'électricité excédentaire.
Une "calculette" permet de calculer aisément le coût de production de l'hydrogène évalué en comparant deux situations où la consommation finale d'électricité est la même et avec plus ou moins d'hydrogène : il suffit de recopier "à la main" les dépenses totales (case R77) et la production d'hydrogène (case M82) de chaque situation. Le coût de l'hydrogène est donné case R93. La calculette est dans le pavé des cases de N88 à R93.


Note sur l'efficacité de l'électrolyse "sur excédents"
L'efficacité d'une électrolyse dépend de la régularité de son alimentation en électricité. SimelSP3 calcule la variabilité de l'alimentation, ce qui donne des éléments pour mieux approcher le coût de production de l'hydrogène.

 
Note concernant le coût du nucléaire :
L'utilisateur introduit les données qu'il estime justes. Pour le nouveau nucléaire, on calcule le coût total, y compris l'investissement initial, les futurs travaux de jouvance et les coûts de démantèlement (notés en valeurs actuelles avec un taux d'actualisation prudemment fixé à 2% comme le recommande la Cour des comptes) et on les rapporte à la durée de vie prévue. Pour le nucléaire existant, il est plus exact de retenir seulement les dépenses futures et une durée de vie, à partir d'aujourd'hui,  de 15 ou 25 ans. On peut utiliser le logiciel permettant de calculer le coût du MWh nucléaire.








La pertinence du modèle

Une constatation :
Ce modèle réplique fort bien les quatre scénarios  publiés par RTE - depuis le printemps 2018 jusqu'en 2023.

SimelSP
calcule la production à partir de gaz comme la différence, heure par heure entre la consommation et la part des possibilités de production autres que le gaz qui peut entrer sur le réseau. C'est-à-dire la différence entre des nombres qui, sur une année sont des centaines de terawatt-heure.
En reprenant les hypothèses de RTE, SimelSP
retrouve des valeurs qui en diffèrent de moins de 10 TWh.


Dans ce dossier

- une présentation de la feuille qui calcule n'importe quel parc de production

- la pertinence de
SimelSP3

-
la feuille de calcul   

- une notice technique












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La nouvelle variante SimelSP2




























Commentaires sur les limites et la pertinence de ce modèle

Les limites de SimelSP

- SimelSP3 équilibre fourniture et consommation au pas horaire ; il ne reflète donc pas les fluctuations à l'intérieur d'une heure.
- SimelSP3 ne recherche pas lui-même des optimums. C'est l'utilisateur qui les recherche en faisant des essais. Chaque essai demande seulement quelques secondes et il n'est pas nécessaire de rechercher la situation exactement optimale car les optimums sont assez "plats".
- Il calcule les dépenses en situation stabilisée ; il ne donne donc pas directement la somme des dépenses pour passer d'une situation à l'autre mais il donne la possibilité de les calculer aisément.
- Pour la gestion de l'eau des lacs, qui est très difficile à modéliser, il retient l'hypothèse que la moyenne glissante des productions horaiers sur trois semaines est la même que durant l'année 2013 et que la production réelle peut s'écarter de cette moyenne dans une certaine limite.
- Il ne reflète pas très didèlement les mouvements de stockage-déstockage pour deux raisons. 1- les stocks ne sont pas rechargés par de l'électricité produite à partir de gaz alors que dans la réalité ils peuvent être ainsi rechargés pour être bien chargés au moment des plus fortes "pointes", de façon à diminuer le besoin de capacité de production à partir de gaz. Cela n'a pas d'effet sensible sur les résultats annuels. 2- comme l'inertie des CCG et TAC est fonction de leur production, la décharge des stocks est limitée de façon à leur laisser suffisamment de place pour apporter l'inertie dont a besoin la stabilité du réseau. Le calcul oblige à s'écarter un peu de la réalité sans guère affecter les résultats annuels. Cela n'empêche pas de connaître heure par heure l'évolution de la puissance demandée aux moyens pilotables, y compris le déstockage.


La pertinence du modèle et ses possibilités

SimelSP3 comme la version précédente Simel SP2 réplique bien la situation actuelle, les scénarios de RTE (depuis le printemps 2018 jusqu'en 2023) et ceux de l'ADEME (2017), ceux d'une étude datant de 2019 faite par le FAERE sur une production sans nucléaire ni émission de CO2 et qui a fait l'objet d'une publication à la fin de 2020.
SimelSP3 calcule l'effet su le besoin de capacité de production à partir de gaz des stockages et des flexibilités de la consommation et de le production hydraulique.
Il permet d'étudier des jeux d'hypothèses que ne calculent pas les instances officielles.
Il permet de calculer le coût de production de l'hydrogène - comme la différence de dépenses de production d'électricité et d'hydrogène selon que l'on produit plus ou moins d'hydrogène.
C'est tout le contraire d'une boîte noire : tous les flux, production, consommation, stockage, sont visibles heure par heure ; toutes les formules mathématiques sont visibles.
Comme il est publié, il peut être discuté et - surtout- il peut servir d'instrument dans les débats sur l'avenir de l'électricité.

Dans d'autres versions ... voir ici 






Les principales  modifications apportées à  cet outil de simulation du système électrique

février 2024
On introduit sur la feuille 1 le rendement de l'électrolyse qui produit de l'hydrogène consommé hors du système électrique (il était introduit en feuille 2). Le calcul du coût de production du MWh d'électricité (cases O et R 71) a été revu.

septembre 2023
Le calcul des dépenses de production à  partir de gaz a été revu. La production des CCG et celle des TAC est faite avec du gaz fossile et du biométhane. Le coût du gaz tient compte de la proportion de gaz fossile et de biométhane. Une erreur sans grande incidence a été corrigée.

mai 2023
Le calcul du besoin de capacité de stockage d'hydrogène a été complété pour inclure le besoin de stockage de l'hydrogène produit "en base moins la pointe". Le coût d'investissement de l'électrolyse est introduit par l'utilisateur sur la première feuille (et non plus sur la feuille 2). Le calcul des dépenses fixes de production d'hydrogène a été revu.

janvier 2023
La mise sur le réseau  du simulateur a connu quelques problèmes techniques qui l'ont légèrement déformé. Les défauts ont affecté le calcul de la demande de pointe et celui de la capacité de stockage qui diminue le besoin de capacité de production à partir de gaz. Ces défauts ont été corrigés.

décembre 2022
La façon dont
SimelSP3 tient compte des limites de flexibilité de la production nucléaire a été corrigée.  Rien de changé pour répondre directement à la demande finale. Mais des modifications ont été apportées dans le calcul des productions nucléaires mises en stock ou consommées par le processus P2G2P ou produisant de l'hydrogène pour consommation hors du système électrique our d'autres usages (dont l'exportation).  La notice technique a été réécrite.

début décembre 2022
Dans SimelSP3, il est précisé que les limites de la flexibilité du nucléaire s'appliquent à la production nucléaire consommée directement par la consommation finale. La production nucléaire totale respecte la limite d'augmentation de puissance en une heure mais elle ne respecte pas la limite de diminution de puissance en une heure. Pour représenter cette limite, il faudrait pouvoir limiter l'utilisation des possibilités de production excédentaires de  l'éolien et du photovoltaïque. A faire.

octobre 2022
SimelSP3, est légèrement modifié  : dans la production hydraulique, la distinction entre une production "de base" et les modulations autour de cette production de base est faite dans la page 1, ce qui simplie beaucoup la page "stockage". Par ailleurs, sur la page 1, on distingue les Steps et les possibilités de modulation de la production hydraulique.; l'utilisateur introduit non plus des temps de charge ou de décharge mais la puissance maximum de charge ou de décharge.

septembre 2022
La notice technique est complétée pour présenter SimelSP3. Cette variante calcule ce que doit être (en GWh) l'ensemble formé du stockage, des possibilités de déplacement de la consommation  et de la moudlation de la production hydraulique pour diminuer le besoin de capacité de production comme indiqué par l'utilisateur.
Sur SimelSP2: on a remplacé l'expression  "puissance garantie par le stockage" par "diminution du besoin de capacité de production ou d'importation" et l'utliisateur introduit une seule valeur pour l'ensemble des moyens de stockage et des possibilités de déplacement de la consommation.


février 2022
SimelSP2 calcule ce que doit être la capacité de stockage d'hydrogène pour livrer un flux constant d'hydrogène produit sur excédents.

janvier 2022
une amélioration significative : les "excédents"  peuvent être employés de deux façons différentes : pour produire de l'hydrogène consommé hors du système électrique ou d'une autre façon, exportation ou autre. On appelle ici "excédent" les possibilités de production nucléaire, éolienne et photovoltaïque qui  dépassent ce qui est consommé pour répondre à la demande de la consommation finale et de l'électrolyse alimentée "en base moins la pointe" - voir ci-dessous à "avril 2021". Le calcul des dépenses totales de production d'électricité et d'hydrogène a été revu ; il tient compte de la valorisation de la partie des "excédents" qui n'est pas utilisée pour produire de l'hydrogène. Quelques lignes permettent de calculer le coût de production de l'hydrogéne comme la différence de dépenses totales de productoin d'électricité et d'hydrogène avec plus ou moins d'hydrogène.

décembre 2021
la notice technique a été modifiée pour présenter la nouvelle version SimelSP2 .

octobre 2021
Trois nouvelles colonnes permettent d'étudier la pointe de ce qui est demandé aux moyens pilotables : pour diminuer de n GW la capacité de pointe demandée aux moyens pilotables en supposant qu'il n'y a pas d'effacement définitif, SimelSP2 calcule ce que doit être la capacité de stockage par Steps batteries et déplacement de consommation, ces derniers étant traités comme des batteries. Cela permet d'évaluer la capacité en GW que peut garantir une contenance de batteries, en GWh.

septembre 2021
On publie une variante SimelSP2 qui  propose plusieurs profils horaires de consommation et offre à l'utilisateur la possibilité d'introduire une chronique de consommation qu'il aura copiée ailleurs ou élaborée lui-même.

avril 2021 :
On peut ajouter à la consommation finale une consommation servant à produire de l'hydrogène. On suppose que cette consommation est constante sauf qu'elle s'efface lorsque il est nécessaire, pour répondre à la consommation finale, de faire fonctionner des TAC ; c'est production "en base lmoins la pointe". Cette possibilité d'effacement s'ajoute à celle de la consommation d'électricité par l'industrie ou le chauffage hybride. Si une part des possibilités de production excédentaires est utilisée pour produire de l'hydrogène, Simel SP calcule les dépenes totales de production d'électricité et d'hydrogène.

 mars 2021
On distingue la production à partir de biomasse et la production à partir de biogaz ; cela permet de tenir compte du fait que le coût de l'énergie consommée et le coût des moyens de production sont dans un cas et dans l'autre très différents.

- février 2021
Ce qui a trait à la production à partir de biomasse ou biogaz est simplifié.

- septembre 2020
Une feuille "coûts" donne  diverses hypothèses sur les composantes du coût du nucléaire, de l'éolien et de photovoltaïque. On y a ajouté les valeurs médianes des hypothèses faites par RTE pour l'année 2050.
Sur la "feuille 2", se trouve le calcul du coût de production d'hydrogène et de méthane.

- juin 2020
Quelques colonnes ont été ajoutées pour aider à calculer ce que doit être une capacité de stockage (en GWh) pour  diminuer la capacité de production à partir de gaz (en GW), c'est-à-dire pour réduire la pointe de ce qui est demandé à l'ensemble des moyens pilotables. : colonnes BK à BO.

- mai 2020
Le besoin de déstockage dépend de la puissance délivrée par les éoliennes et photovoltaïque et le déstockage doit être limité de façon à laisser aux machines tournantes de production assez de place pour préserver la stabilité du réseau. Il se crée parfois des oscillations qu'il faut amortir.

-avril 2020
Le besoin d'inertie pour stabiliser le réseau est représenté par une limite minimale de capacité des machines tournantes couplées au réseau. Pour le nucléaire, on retient la capacité disponible quelle que soit la production effective ; pour la production à partir de gaz, on fait l'hypothèse que la capacité couplée au réseau est proportionnelle à la puissance effectivement délivrée. Avant cette correction, SimelSP supposait que l'inertie du nucléaire est proportionnelle à sa production. Une autre version suppose que l'inertie des CCG est proportionnelle à la capacité installée.
D'autre part, le simulateur calcule la variation, heure par heure ou sur des périodes de 4 heures, de la puissance demandée au nucléaire.

-
mars 2020
Les productions éoliennes sur terre et en mer sont calculées selon deux profils horaires de production différents.
Une feuille est ouverte pour donner une banque de coûts de production. Il est facile de les introduire dans la feuille de calcul par un simple copier- coller.

- décembre 2019
Sur la gestion de l'eau des lacs, on a conservé l'option  - irréaliste  - selon laquelle la gestion se fait sous la seule contrainte de la production totale en un an car cette option est utile pour  "encadrer" ce qui est possible. Mais cette option  n'apparaît plus sur le premier écran (elle apparaît lignes 121-123 colonnes N à P).
Le calcul de l'apport d'inertie des équipements qui consomment de l'électricité a été légèrement modifié, mais cela n'a qu'un effet marginal.

- novembre 2019
Dans les quantités exportées ou consommées en France hors du système électrique (pour produire de l'hydroène ou de la chaleur notamment), on distingue ce qui a été produit par les éoliennes et le photovoltaïque d'une part, par le nucléaire d'autre part. C'est utile pour pouvoir compter dans les dépenses le coût marginal de production de l'électricité nucléaire.
On peut vouloir produire du gaz méthane à partir d'éoliennes et de photovoltaïque au-delà de ce dont on a besoin pour produire de l'électricité. L'outil de simulation calcule la production de gaz disponible hors du système électrique. A partir de là, il est très facile de calculer le coût de production de ce gaz de synthèse.

- octobre 2019
La stabilité du réseau électrique : elle
est assurée désormais par un minimum d'inertie mécanique, ce qu'il est très facile de se représenter.  Aujourd'hui, avec le niveau de consommation actuel, si le réseau français était isolé ce  minimum serait égal à l'inertie des machines tournantes produisant 30 GW. On suppose que le réseau français apporte au réseau européen une inertie conrrespondant à la consommation française. L'accès au réseau de l'éolien et du PV est donc limité de façon à laisser la place à une production de 30 GW par des machines tournantes. C'était une approximation car l'inertie des machines tournantes couplées au réseau dépend de leur capacité de production, non de leur producion ; cela a été corrigé en avril 2020. Si la capacité de celles-ci est inférieure, il est possible d'apporter une inertie complémentaire.

- juillet 2019 :
Une "banque de coûts de production" :  sur une nouvelle feuille, on a reporté les composantes du coût de production nuclaire, éolien et PV telles que les voient ou les prévoient l'ADEME et RTE. Il suffit d'un simple copié-collé pour les introduire dans la feuille  de calcul.

-  juillet 2018 :
L'effacement définitif : on distingue une capacité effaçable en hiver et une autre en été ; on calcule, heure par heure la quantité effaçable . La consommation est effacée lorsque les CCG, après le déstockage, et tous les moyens de production sans émission de CO2, ne suffisent pas à répondre à la demande. L'effacement définitif intervient entre les CCG et les TAC.

- décembre  2017 :
Production à partir de bioénergie : on distingue une partie "production de base" indépendante de la consommation et des productions éolienne et PV et une partie "pilotable", qui sert à compléter les productions hydraulique, éolienne, PV, nucléaire et bioénergie de base, au même titre que les déstockages et la production à partir de gaz.

Production à partir de gaz : on introduit une production "de base" à partir de gaz : aujourd'hui, c'est la production en cogénération, qui ne dépend pas des besoins du système électrique.


- septembre 2017 :
Pour la stabilité du réseau la part de l'éolien et du PV est limitée à un pourcentage qui dépend du niveau de la consommation. Trois options sont proposée selon que cette limite est celle d'aujourd'hui ou qu'elle est plus ou moins repoussée. Cela a été modifié en  octobre 2019.

Le coefficient de disponibilité du nucléaire est modulé selon la saison.

Pour la gestion de l'eau des lacs on propose deux options :  ou bien elle se fait sous la seule contrainte de la production totale annuelle (en ignorant les limites de flux et de contenance des lacs)
ou bien elle est semblable, heure par heure, à celle de l'année 2013. La  première option est irréaliste mais elle permet de connaître heure par heure la puissance demandée à l'ensemble des moyens pilotables.

18 mai 2017 :  Première publication de l'outil de simulation du système électrique

L'évolution de SimelSP : SimelSP2, SimelSP3, et futures variantes

La version initiale SimelSP


Pour le profil horaire de la consommation, SimelSP   propose deux options :

L'une et l'autre s'appuient sur les consommation finales heure par heure observées en 2013
option 1 : on introduit la consommation annuelle en nombre de TWh
                           option 2 : on introduit un pourcentage d'augmentation par rapport à aujourd'hui pour les six mois frais et un autre pour l'autre semestre
  SimelSP reste accessible ici car  plusieurs jeux d'hypothèses  présentés sur ce site ont été réalisés avec cette version du simulateur.


Une nouvelle variante, SimelSP2 pour pouvoir choisir le profil horaire de consommation

L'utilisateur introduit la consommation anuelle et, pour ce qui est du profil horaire, a plusieurs options.

Ou bien le profil horaire est celui de l'année 2013 ;

ou bien il est celui de l'année 2012 ;

ou bien il est celui de la chronique horaire élaborée par l'ADEME pour sa "vision 100% renouvelable" ;

ou bien, quatrième option, l'utilisateur introduit, en plus de la consommation annuelle totale, la consommation d'électricité pour le chauffage ; la chronique horaire est construite à partir de la chronique de l'ADEME en appliquant heure par heure un facteur multiplicateur d'une part à la consommation pour le chauffage et d'autre part aux autres utilisations de façon que la consommation totale et la consommation pour le chauffage soient égales aux valeurs introduites par l'utilisateur ;

enfin, cinquième option, l'utilisateur peut introduire la chronique horaire de consommation qu'il aura recopiée ailleurs ou construite lui-même.

Voici le lien vers SimelSP2  ou, plutôt vers SimelSP3 




La nouvelle variante SimelSP3
pour représenter le système électricité-hydrogène et calculer l'ensemble des dépenses de production
et pour mesurer l'effet, sur le besoin de capacité de production,
du stockage et de la flexibilité de la consommation et de la production hydraulique


Un système intégré de production d'électricité et d'hydrogène

Simel SP3 simule deux utilisations différentes des excédents. L'une d'entre elles est la production d'hydrogène. De plus, il distingue la consommation finale et une consommation pour produire de l'hydrogène à puissance constante sauf pendant lorsqu'il faut faire fonctionner les TAC. Il calcule les dépenses fixes de production d'hydrogène et les dépenses totales de production d'électricité et d'hydrogène. La comparaison des dépenses pour une même consommation finale et plus ou moins d'hydrogène permet de calculer le coût de production de l'hydrogène.

Un moyen de calculer dans quelle mesure la flexibilité de la consommation, celle de la production hydraulique, les batteries et les Steps diminuent ensemble le besoin de capacité de production  partir de gaz (ou de fioul)

SimelSP3 calcule ce que doivent être la capacité des stockages, les possibilités de déplacement de consommation et la flexibilité de la production hydraulique (en GWh) pour qu'ensemble ils diminuent le besoin de capacité de production (en GW) comme indiqué par l'utilisateur. Ensuite  l'utilisateur introduit lui-même les possibilités du stockage par Steps ou batteries et des déplacements de consommation (en GWh) et, pour chacun, les débits de charge et de décharge (en GW). La flexibilité de la production hydraulique (fleuves et lacs) et la capacité des Steps sont comptées séparément.
La "flexibilité" de la production hydraulique est, chaque heure, la différence entre la production horaire et la moyenne glissante des productions horaires pendant trois semaines. La flexibilité de la production hydraulique fournit au  système électrique le même service qu'une capacité de stockage.

Pour cela, une feuille ad hoc est ajoutée, la feuille "stockage".

La flexibilité de la consommation a le même effet qu'une capacité de stockage. Connaissant la baisse du besoin de capacité de production pilotable, que l'utilisateur introduite case K56, SimelSP3 calcule une capacité de "stockage", c'est-à-dire ici  la somme des capacités de stockage et de l'amplitude de la flexibilité de la production hydraulique et de la consommation, le tout exprimé en GWh. L'utilisateur répartit cette somme entre les moyens : flexibilité de la consommation, batteries et Steps et flexibilité de la production hydraulique.

La feuille 1 est légèrement modifiée : la production hydraulique (fleuves et lacs) heure par heure est décomposée en deux parties : une partie "de base" qui est la moyenne glissante sur trois mois des productions horaires calculées avec le même profil horaire que pendant l'année 2013 et une partie "flexible" qui est la différence entre la production horaire ainsi calculée et la moyenne glissante des productions horaires.
La colonne O donne alors ce qui est demandé à l'ensemble formé par le "stockage" défini ci-dessus, la partie flexible de la production à partir de gaz et l'effacement définitif. La valeur horaire maximum, notée en R80 donne donc ce que devrait être la capacité de production à partir de gaz en l'absence de tout moyen de "stockage".


Les étapes du calcul sont les suivantes - feuille "stockage"
- La colonne D est la copie de la colonne O de la feuille 1 : heure par heure, ce qui est demandé à l'ensemble des productions pilotables autres que le nucléaire, au déstockage et à l'effacement définitif.
- La case E12 donne la capacité de production à partir de gaz : c'est la difféence entre ce qu'elle serait en l'absence de stockage et la diminution du besoin de capacité rendu possible par le "stockage".
- On suppose qu'il existe une capacité de stockage de grande capacité ; on introduit cette capacité, en GWh : c'est un intermédiare de calcul ; sa valeur n'a pas d'incidence sur le résultat, si du moins elle est d'une taille suffisante. En revanche les puissances de charge et de décharge sont celles des moyens réels de "stockage" au sens large, c'est à dire la somme des puissances de décharge et décharge de la flexibilité de la production hydraulique et de la consommation, des batteries et des steps.
- Heure par heure, le stockage est chargé par les possibilités de production de base et à partir de gaz qui ne sont pas utilisées par la consommation, cela dans la limite de la capacité de charge ; cette quantité est multipliée par 0,8 pour tenir compte des pertes de charge-décharge : colonne I.
- Lorsque ces capacités de production sont inférieures à la demande, le stockage est déchargé de la différence dans la limite de sa capacité de décharge, colonne J.
- Heure par heure, les quantités déchargées sont diminuées des quantités mises en stock - colonne K.
- Dans les colonnes L et suivantes, heure par heure sont indiquées les sommes glissantes de plusieurs heures consécutives : 2 heures, 3 heures, 6 heures, 12 heures, 17 heures, 24 heures et jusqu'à 6 mois. Dans les sommes glissantes des premières heures ou premiers jours de l'année, figurent les valeurs des dernières heures ou derniers jours de l'année.
- Pour chaque laps de temps est indiqué le maximum. De colonne en colonne, c'est-à-dire pour des périodes de plus en plus longues, le maximum commence à augmenter puis se stabilise.
- Si une capacité de stockage est supérieure au maximum de tous ces maximums, elle est compatible avec la diminution de la capacité de production à partir de gaz introduite par l'utilisateur. Le maximum de ces maximums est donc la capacité de stockage qui diminue le besoin de capacité de production pilotable comme demandé par l'utilisateur.
- Le calcul du besoin de stockage par laps de temps différents permet d'évaluer le temps de décharge d'un stockage en fonction de sa contenance (en GWh) ; par exemple  s'il faut 96 GWh pour apporter jusqu'à 19 GW pendant 12 heures et s'il  faut 132 GWh pour "tenir" 17 h, il faudra 36 GWh pour "tenir" entre 12h et 17 h.

Futures variantes ?

Une variante avec une production à partir de charbon : elle pourra simuler la situation de pays ou de groupes de pays qui en produisent

Une variante qui simule un marché de l'électricité où le prix est égal à chaque instant au coût marginal du système - c'est fait, et disponible à la demande

Une variante représentant l'utilisation des excédents de production pour produire de la chaleur ; aujourd'hui et aussi longtemps que des exportations permettront de remplacer une production à partir de gaz, poduire de la chaleur à partir d'excédents n'est intéressant que si la chaleur produite est injectée directement dans un réseau de chaleur ; plus tard, le paysage pourrait changer vu que, à l'échelle européenne, il n'y a pas d'exportation.

Voici le lien vers SimelSP3

Voir aussi la notice simplifiée de SimelSP3
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