| Version publiée relue le 2 avril 2020 La page d'accueil 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 |
combien cela coûte-t-il ?
L'arrêt de la centrale de Fessenheim : une augmentation des émissions de CO2 de 6 millions de tonnes par an ou bien, pour éviter une augmentation des émissions françaises : 800 M€ par an de plus PPE : Réduire le nucléaire à 50% de la consommation sans augmenter les émissions : il faudrait dépenser 7 milliards par an de plus que sans arrêter les réacteurs nucléaires en état de fonctionner. Le coût des scénarios de RTE : Volt, Ampère et les autres : calculés avec la même méthode que RTE a adoptée dans la présentation de ses scénarios : de 9 à 16 milliards d'euros par an de plus que sans arrêter de réacteurs qui fonctionnent et sans implanter d'autres éoliennes ni photovoltaïque; Une étude : consommation de 650 TWh et 50 % nucléaire, faite en 2020 |
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La comparaison présentée dans le débat PPE en 2020 ou antérieurement Deux situations où la consommation est la même qu'aujourd'hui - 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 est la consommation actuelle ; elle est de 446 TWh.. Il faut y ajouter les pertes en ligne, soit en tout 477 TWh/an La production à partir de gaz est à peu près la même : 8 à 12 TWh. La capacité des interconnexions permettant les exportations est de 25 GW . Dans un cas on n'arrête pas les réacteurs nucléaires en état de fonctionnement ; des travaux importants sont faits pour que leur durée de vie puisse être prolongée de 20 ans (jusqu'à 60 ans, ce qui est pratique courante aux Etats-Unis) 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. Pour cela on prend les capacités de production du scénario Volt de RTE. Les coûts sont ceux que RTE suppose pour 2035 : l'éolien sur terre est à 57 €/MWh, en mer 111 €/MWh ; le photovoltaïque sur le sol est à 53 €/MWh et sur toiture à 73 €/MWh. ; on suppose que 50 % du PV est sur toiture. Ces coûts sont très inférieurs aux coûts actuels. RTE suppose que les travaux à réaliser sur les réacteurs existants seraient de 600 €/kW. Pour éviter que l'on nous réponde que c'est sous-évalué, faisons les calculs en supposant que, pour prolonger la durée de vie de 20 ans au-delà de 40 ans, la dépense est de 800 €/kW. Dans une situation, tous les réacteurs existants font l'objet de travaux pour allonger leur durée de vie ; dans l'autre situation une capacité de 11 GW nucléaire ne fait pas l'objet de ces travaux. Pour comparer les deux situations, 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 : 14 GW, PV : 10 GW ; Dans le deuxième cas : 50 % nucléaire avec le scénario Volt : capacité nucléaire : 54,9 GW, éolien : 50 GW dont 10 GW en mer, PV : 35,7 GW. Pour l'ensemble des
hypothèses et des résultats, voir ce tableau
pour le scénario 65 GW
nucléaire ce tableau
pour le scénario 50% nucléaire.
Dans les deux cas la consommation est celle d'aujourd'hui. Ces tableaux comptent les
dépenses de toutes les éoliennes et PV. Pour
connaître les dépenses futures, il faudrait ôter
dans
l'un et l'autre cas les dépenses des éoliennes et PV en
fonctionnement aujourd'hui. Mais cette opération est inutile si
l'on veut seulement comparer
les dépenses à venir selon l'un ou l'autre
scénario.
Les résultats : Comparaison entre les deux scénarios Si les dépenses de "grand carénage" sur les réacteurs nucléaires existants sont de 800 €/kW, le scénario Volt (50% nucléaire) obligerait à dépenser pour produire l'électricité 6,2 milliards d'euros par an de plus que le scénario "65 GW nucléaire". Dans Volt la production à partir de gaz est inférieure à celle du scénario avec 65 GW nucléaire de 3 TWh, qui émettent 1,5 MtCO2 que l'on peut évaluer à 0,1 milliard d'euros. Il faut encore ajouter un surcoût de transport et de distribution dû à l'intermittence de l'éolien et du photovoltaïque. Supposons qu'il soit de 10 €/MWh. soit, pour 110 TWh de production intermittente de plus dans "50% nucléaire" que dans "65 GW nucléaire", 1,1 milliard d'euros de plus par an. Au total, le scénario Volt de RTE, avec 50 % nucléaire, en supposant que la consommation d'électricité reste constante, coûterait 7 milliards d'euros par an de plus que sans augmenter la capacité éolienne et photovoltaïque et sans arrêter prématurément des réacteurs en bon état de marche. Chacun peut vérifier cela à l'aide de la feuille de calcul., éventuellement le contester et aussi tester ses propres hypothsèses. Merci de me faire part de toute observation. |
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Présentation d'une étude : consommation d'électricité de 650 TWh par an ; 50 % nucléaire Dans cette étude réalisée en juin 2020, à l'aide de l'outil de simulation SimelSP publié sur ce site, j'ai poussé la réflexion sur l'efficacité des batteries, l'économie du chauffage hybride (où on ajoute à la chaudière existante une pompe à chaleur ou une résistance électrique plongée dans l'eau du chauffage central), la production d'hydrogène. Le lecteur retrouvera les résultats à l'aide de SimelSP et pourra tester ses propres hypothèses. L'étude 650 TWh-50% nucléaire est ici - elle est un peu longue ; donc, voici les principales conclusions. - La consommation La consommation annuelle d’énergie fossile est aujourd’hui de 1000 TWh (millions de mégawattheures). La SNBC (Stratégie nationale bas carbone) suppose que cet objectif est accessible sans augmenter la consommation d’électricité de plus de 60 TWh. Qui peut y croire ? J’ai étudié le cas où la consommation finale annuelle d’électricité augmenterait de 150 TWh et où la proportion de nucléaire dans la consommation serait de 50 %. - La production Le parc de production sans émission de CO2 est fait de 54 GW (gigawatts) nucléaire, 71 GW d’éoliennes donc 41 en mer, 110 GW de photovoltaïque. Une électrolyse de 20 GW permet de produire assez de gaz de synthèse pour produire 23 TWh d’électricité. Les possibilités de production sont au total de 800 TWh. La différence avec la consommation finale (qui est ici de 650 TWh) est faite de 71 TWh de pertes et d’une possibilité excédentaire de 79 TWh par an. Une électrolyse d’une capacité de 35 GW en consommerait 66 TWh. Mais 5 GW de plus en consommeraient seulement 3,8 TWh, ce qui est très peu. - La stabilité du réseau ; les variations de production éolienne, photovoltaïque et nucléaire La masse de turbo alternateurs des groupes nucléaires suffit à assurer la stabilité du réseau mais, si le nucléaire doit s'effacer devant l'éolien et le photovoltaïque, sa production subira de fortes variations. L'étude suppose donc que sa production ne devra pas être inférieure à la moitié de la capacité installée. Malgré cela, il lui arrivera 250 fois dans l'année de varier de plus de 10 GW en une heure. Cette limite minimale de production, 27 GW, conduira à refuser sur le réseau 35 TWh de production éolienne et photovoltaïque de plus que si la limite était de 10 GW. Dans une version
antérieure de cette note, nous avons raisonné comme si
l'on pouvait représenter l'énergie cinétique des
alternateurs des groupes nucléaires par leur production. C'est
valable lorsque la production des réacteurs nucléaires
est proche de ce qu'ils sont capables de produire. Mais cela ne vaut
pas lorsque le nucléaire s'efface devant des possibilités
de production éolienne ou photovoltaïque. L'énergie
cinétique dépend non de la productin mais de la capacité de production des
réacteurs qui sont couplés au réseau. L'outil de
simulation a été modifié en conséquence.
- Des batteries seront très utiles pour apporter un complément de puissance de quelques GW aux moyens de stockage existants (les 90 GWh de Steps) car elles permettront ainsi d'en tirer pleinement parti. Le dixième de la capacité de ceux-ci (8 ou 9 GWh) suffira. Au-delà, leur utilité est très diminuée. - Une consommation qui peut être effacée par le fournisseur sans préavis : le chauffage hybride Au lieu de remplacer une chaudière au fioul ou au gaz en état de marche par une pompe à chaleur (PAC), il vaut mieux lui ajouter une PAC moins puissante donc moins coûteuse qui pourra être mise hors tension par le fournisseur d’électricité à son initiative, sans préavis, pour une durée de quelques minutes ou de quelques jours. Remplacer ainsi 5 à 10 TWh par an d’électricité par du biofioul ou du biogaz économiserait chaque année quelques milliards. Pour que le consommateur soit intéressé, encore faudrait-il que le prix de cette électricité effaçable reflète la valeur des services rendus au réseau. - La production d’hydrogène Le sujet est très étudié ; les résultats sont variés et controversés. En effet, le coût de production de l’hydrogène dépend du taux d’utilisation de l’électrolyse et du coût de l’électricité ; l’un et l’autre dépendent de la configuration du parc de production et du prix de l’électricité sur le marché. On peut donc tout dire si l’on n’indique pas les hypothèses. Les estimations du coût de production vont du simple au double, de 1,7 à plus de 3 € par kg. A quoi il faut ajouter les coûts de conditionnement. Rappel : « 50 % nucléaire » coûterait chaque année 11 milliards d’euros de plus qu’un parc ayant peu d’éoliennes et de photovoltaïque et pas plus de réacteurs nucléaires qu’aujourd’hui. Mais qu’importe ? La France est assez riche pour casser des réacteurs nucléaires fonctionnant parfaitement. |
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1,7 GW de capacité nucléaire en moins, c'est augmenter les émissions de CO2 de 6 millions de tonnes par an Si l'on ne veut pas augmenter les émissions de CO2, c'est 700 ou 800 millions d'euros par an en plus. Voici les conclusions d'une étude sur les conséqunces de l'arrêt d'une centrale nucléaire une analyse - heure par heure - pour montrer précisément pourquoi il nous faut une capacité très supérieure d'éoliennes et de PV, pourquoi on remplace une production qui répond à la demande par des productions que l'on ne pourra pas exporter. Cette étude est également publiées sur le site de Sauvons le climat Lorsque j'ai voulu montrer à un député les conséquences de l'arrêt des deux tranches nucléaires de Fessenheim, il m'a répondu : "avec le développement de l'éolien et du photovoltaïque on me dit qu'il n'y a plus besoin de de Fessenheim". Certes, nous continueons à avoir de l'électricité. Lorsque nous exportons aujourd'hui, demain nous exporterons moins, et lorsque nous sommes obligés d'importer ou de produire à partir de gaz, demain nous importerons davantage ou nous produirons davantage à partir de gaz. Moins d'exportation, cela veut dire, dans les pays voisins une augmentation de la production à partir de lignite ou de charbon ; nos importations en plus, ce sera également plus de production à partir de charbon. Pour chiffrer cela, j'ai étudié heure par heure l'équilibre de la production, de la consommation et des échanges extérieurs d'électricité avec les deux réacteurs, 1,7 GW (gigawatt) de puissance en tout, et sans eux. La production à partir de gaz ou de lignite augmentera de 9,6 millions MWh par an, ce qui sera la cause de l'émission de 6 millions de tonnes de CO2 par an. Si l'on voulait éviter d'augmenter les émissions françaises de CO2 grâce à de nouvelles capacités d'éoliennes et de photovltaïque, il faudrait 7,5 GW d'éoliennes ou 18 GW de photovoltaïque. Les quantités pouvant être exportées seraient augmentées mais elles apparaîtraient surtout en été ou en période de forte activité éolienne. Il n'est pas sûr qu'elles puissent alors être bien valorisées. Au total, le remplacment de la centrale de Fessenheim par une augmentation de la capacité éolienne ou photovoltaïque augmente les dépenses de 700 à 800 millions d'euros par an. |
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| Quelques autres simulations Ce qui suit a été rédigé en 2020 ou antérieurement. Si l'augmentation de la consommation est de 40 % Pour pas trop
cher, avec 98 GW nucléaire,
20 GW d'éolienne et 20 GW solaire : dépenses de
production 50 milliards d'euros par an ; coût de production 84,2
€/MWh
Avec
20 GW nucléaire et 30 TWh
produits par de la biomasse (cinq fois plus qu'aujourd'hui), en
apportant une inertie complémentaire au réseau pour en
préserver la stabilité, il
faudrait
par exemple 170 GW d'éoliennes dont 120 en mer, et 250 GW de
photovoltaïque
et une capacité d'électrolyse de 39 GW ; dépenses
de production : 82 milliards d'euros par an ;
coût de production de l'ordre de 141 €/MWh. Si l'on tient
compte d'un surcoût de réseau dû à
l'intermittence (10 €/MWh au moins), 20 GWnucléaire obligerait
à dépenser près de 40
milliards d'euros par an de plus que "pour pas trop cher".
Note : ces résultats se
retrouvent en quelques clics : voir ici
pour 20 GW nucléaire et ici
pour 98 GW nucléaire
Si
l'augmentation de la consommation d'électricité est de 10
% Si
l'on veut la neutralité carbone, cette hypothèse
est irréaliste
Pour
pas trop cher, avec
72 GW nucléaire, pas plus d'éoliennes et de PV
qu'aujourd'hui : coût de production : 84,5 €/MWh
Sans nucléaire et trois fois plus de biomasse qu'aujourd'hui, il faudrait par exemple 180 GW d'éolien et 200 GW photovoltaïque ; coût de production 160 €/MWh environ selon la part de l'éolien en mer et l'évolution des coûts éolien et photovoltaïque - voir ici ; une différence de dépense de 34 milliards d'euros par an à quoi il faut ajouter un surcoût de réseau dû à l'intermittence. |