Quelles perspectives pour l'énergie hydraulique€¦ · Primary energy -OECD Natural gas Coal...
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Quelles perspectives pour l'énergie hydraulique
dans le mix énergétique ?
P. Menanteau (EDDEN – Univ de Grenoble)
R. Vidil (Hydro 21)
25eme entretiens J. Cartier – 20-21 Novembre 2012 1
L’hydraulique maintient sa place dans le mix énergétique
Entre 1980 et 2010, la production d’électricité d’origine hydraulique a très peu évolué dans les pays de l’OCDE (recul dans le mix électrique) mais elle a progressé dans les pays non-OCDE (depuis 2000). L’hydraulique représente 16% de la production d’électricité dans le monde (nucléaire 13%, fossiles, 67%, autres ENR 3%).
Source : BP Statistical review, 2012
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Natural gas Coal Nuclear Hydro Other renew.
25eme entretiens J. Cartier – 20-21 Novembre 2012
L’hydraulique représente l’essentiel de la production d’électricité renouvelable
L’hydraulique représente encore l’essentiel de la production d’électricité renouvelable dans le monde mais les autres sources d’énergie renouvelable progressent rapidement. Dans certains pays, l’hydraulique assure plus de 50% de la production d’électricité. C’est la première source d’ElecR en France – 2eme parc installé en Europe (après Norvège)
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Part de l'hydroélectricité (2010)
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Programmes nationaux en faveur des ENR - EU 27 (taux croissance annuel moyen)
2010-2015 [%/year] 2015-2020 [%/year]
Des anticipations de croissance limitées en Europe à l’horizon 2020
De faibles perspectives de croissance pour l’hydroélectricité en Europe comparées aux autres sources d’énergie renouvelable (Source : Plans nationaux d’action en faveur des énergies renouvelables)
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Fossil fuels Nuclear Hydro Renewable
Production d'électricité - nonOCDE - New Policies
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Quelles perspectives à 2035 ? (les scénarios AIE)
Source : AIE, World Energy Outlook, 2012 La mise en place d’une politique climatique ambitieuse aurait peu d’impact
sur le développement de la production hydroélectrique (très limité pour l’OCDE à faible pour les pays non OCDE).
OCDE
non-OCDE
Référence Politique modérée Politique ambitieuse
25eme entretiens J. Cartier – 20-21 Novembre 2012
Développement de l’hydroélectricité et politiques climatiques (2050)
Selon les résultats des modèles de prospective énergétique (164 scénarios analysés par l’IPCC) la contribution attendue de l’hydroélectricité reste limitée par rapport aux autres sources d’électricité renouvelable et la variabilité est relativement faible ;
Source : IPPC Special Report
Horizon 2050
25eme entretiens J. Cartier – 20-21 Novembre 2012
Pas de développement massif … et pourtant l’hydroélectricité dispose de nombreux
atouts
Approvisionnement énergétique Indépendance énergétique Source d’énergie compétitive Pas d’émission de gaz à effet de serre ou autres gaz polluants Ressources disponibles (selon régions)
Technologie Des technologies matures, fiables, … avec des marges de progression (rénovation ouvrages existants) Des technologies nouvelles (hydroliennes, marémotrice, vagues, STEP, …)
Système électrique Contribution à la demande de base et de pointe Equilibre offre / demande instantané Stockage d’électricité
Industrie Position forte industrie française Tradition ancienne, savoir-faire, connaissances, …
25eme entretiens J. Cartier – 20-21 Novembre 2012
Atouts (1) : des potentiels en partie exploités mais des ressources encore disponibles
Le potentiel technique global est estimé à 15 000 TWh/yr (3 700 GW), soit à peu près 4 fois la capacité installée actuelle (IPCC, 2011). Les potentiels se situent en majeure partie dans les « pays du sud » (Asie principalement, Amérique Latine et Afrique dans une moindre mesure).
Source : IPCC, 2011 ; World Atlas 2011
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Amérique du Nord
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Production / Potentiel exploitable (TWh)
Production Potentiel économique Potentiel technique
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Atouts (2) : une production d’électricité renouvelable à faible coût
Source : IPCC-Special report, 2012
Les coûts de la production hydroélectrique sont extrêmement variables (IRENA, 2012)
- Grande hydro : 20-190 $/MWh - Petite hydro : 20-270 $/MWh - Réhabilitation : 10-50 $/MWh
… mais ils se comparent très favorablement aux autres sources d’électricité renouvelable ou conventionnelles
Source : IRENA, 2012
25eme entretiens J. Cartier – 20-21 Novembre 2012
Atouts (3) : un rôle clé pour l’intégration des renouvelables intermittentes ?
Source : BCG, 2010
Les sources d’énergie renouvelable intermittentes vont jouer un rôle croissant dans le mix électrique
Les principales options techniques pour préserver l’équilibre offre / demande :
- Interconnexion transport - Capacités prod. conv. - Gestion de la demande - Stockage
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Solaire et Eolie (% conso finale 2020)
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Les incertitudes (1) : le développement technologique
Grande hydro
Micro- hydro
Hydroliennes Energie des
vagues
Energie des marées
Source : C Perez, 2005
Hydroélectricité : une technologie mature - fiabilité et rendements très élevés - mais des possibilités de progression par la réhabilitation des ouvrages existants et de nouvelles technologies qui émergent
Maturité
Incertitude
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Les incertitudes (2): quels acteurs pour investir sur le long terme ?
Un contexte concurrentiel, avec une plus forte préférence pour le présent (taux d’actualisation élevé), avantage la production gaz
Les hypothèses : CAPEX Tag : 600 €/kW CAPEX Hydro : 4000 €/kW Gaz : 10 €/MBtU
Un desserrement des modalités de financement ? Retour de la Banque Mondiale et des banques régionales dans le financement de projets
Diffusion de nouvelles formes de financement : BOT et autres
Arrivée de nouveaux financeurs (Chine, …)
Généralisation du mécanisme de développement propre ?
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Taux act. 4% Taux act. 8%
Coûts de production et taux d'actualisation (€/MWh)
Investment cost Fuel cost O&M cost CO² cost
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Les incertitudes (3):quels impacts environnementaux et quelle
acceptabilité sociale ?
Une image positive : énergie renouvelable, pas d’émission de polluants, …
fait partie du paysage (en Europe) faible coût, …
Selon le type, la taille ou la localisation de l’ouvrage, de possibles impacts environnementaux et sociaux à ne pas négliger:
impact sur le milieu naturel (débits, sédiments, poissons, …) aménagements / constructions en zones préservées (montagnes) déplacement de populations (problèmes des très grands barrages, Chine, Brésil, …)
Quelles options ? mise en valeur de l’impact macro-écologique (climat) études d’impact, aménagements spécifiques, partage de l’eau, … reconsidérer le choix des grands barrages ?
concertation, concertation, concertation
25eme entretiens J. Cartier – 20-21 Novembre 2012
Les incertitudes (4): hydraulique et changement climatique ?
Quel impact sur le changement climatique ? Des questions nouvelles concernant les émissions de GES des barrages (en débat) :
Des analyses en cycle de vie (prise en compte de l’énergie grise) qui restent très positives (longues durées de vie) Mais la prise en compte des variations dans l’usage des sols peut donner des impacts significatifs (jusqu’à 150 gCO2 eq/kWh ; extrème diversité des résultats)
Quel impact des changements climatiques ? Des incertitudes plus grandes sur la disponibilité de la ressource
Modifications des régimes pluviométriques, évènements extrèmes, évaporation, …
Modification des besoins en eau et concurrence entre usages (eau potable, irrigation, …)
25eme entretiens J. Cartier – 20-21 Novembre 2012
Conclusion : Quelles perspectives pour l’hydroélectricité ?
1. Possibilité d’accroissement des ressources en améliorant la
performance des équipements existants (rénovation)
2. Exploitation de “nouvelles” ressources (micro hydraulique, ouvrages de basse chute, …)
3. Développement de nouvelles technologies (hydroliennes, énergie des vagues, énergie des marées)
4. Demande croissante pour des capacités de stockage d’électricité de grande taille dans un paysage énergétique intégrant une proportion croissante d’énergies intermittentes
5. A condition d’une attention croissante aux impacts environnementaux et sociaux (conflits d’usage) pour prévenir les problèmes d’acceptabilité
25eme entretiens J. Cartier – 20-21 Novembre 2012