Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelables (SER) avec le Système Électrique

1. Problèmes du travail dessources d’énergie renouvelables (SER) avec le Système Électrique

2. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système Électrique • La tendance vers la dérégulation devient de plus en plus répandue dans le monde. • La dérégulation permet la privatisation progressive dans la génération et la distribution de l’énergie électrique. • Elle conduit enfin à une décentralisation dans les modes d’exploitation du SE et une diversité dans les moyens de génération et de distribution de l’énergie.

3. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système Électrique • D’autre part, depuis ces dernières décennies, un ensemble de raisons diverses pousse à considérer désormais le problème énergétique non seulement de point de vue économique, mais également selon un point de vue écologique. • L’obligation de réduire l’émissions de gaz à effet de serre (protocole de Kyoto, 1997) • La menace de l’épuisement énergétique • Le problème de l’indépendance énergétique • Le développement durable

4. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système Électrique • Les dernières deux évolutions se traduisent par une insertion a taux croissant des productions décentralisées ou génération d’énergie dispersée (GED ou SER) dans les réseaux électriques. • Ceci a encouragé un grand nombre de pays à développer leur système d’énergie sur la base de génération dispersée à grande échelle comprenant les énergies nouvelles et renouvelables et les solution à haut rendement énergétique telles que cogénération.

5. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système Électrique • Cependant, en fonction de leur taux de pénétration, ces nouvelles sources d’énergie pourraient avoir des conséquences importantes sur l’exploitation et la sécurité des réseaux électriques. Pour une insertion massive des GED au système, ces impacts se trouveront non seulement au niveau du réseau de distribution, où la plupart des GED sont raccordées, mais ils affecteront le système entier en terme : • d’incertitude dans la planification des moyens de production (prévision météorologique, l’intermittence des sources, etc.) • d’augmentation de la vulnérabilité dans l’exploitation due : • au changement de la marge de réserve d’exploitation • à la sensibilité des GED a des perturbations dans le réseau (liée a leur taille petite et/ou moyenne) • à la complexité de la coordination de la conduite du réseau (on se trouvera en présence de nombreuses entités de tailles diverses avec des intérêts divers)

6. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système Électrique • Il est à remarquer qu’à échelle du système, plus le taux d’insertion des GED est significatif, plus leurs influences seront particulièrement conséquentes notamment dans les situations critiques, car elles contribuent à davantage d’incertitude et d’aléas et rendent le réseau plus fragile à cause de leur sensibilité.

7. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système Électrique • Or, les GED sont actuellement considérées par le gestionnaire du SE, comme les sources marginales ou de secours qui devraient être déconnectées en cas d’incidents même légers. Dans le plan de défense et le plan de reconstitution du réseau, la participation des GED n’apporte aujourd’hui aucun effet.

8. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système Électrique • Directive 2009/28/UE • Jusqu’à l’année 2020 • La production de l’énergie électrique des sources de l’énergie renouvelable (génération d’énergie dispersée) GED – 20 % de la production brute. • La puissance installée – environ 30-35 % des puissances installées du UE. • Les sources avec une puissance qui ne peut pas être réglée et prévue – 50 %, dans ce chiffre: • - Éoliennes - 42% • - Photovoltaïques - 4%. • Les autres qui assurent souplesse et qui sont relativement adaptées à la gestion: • - Hydrauliques - 31% и • - À biocombustible - 22% • Selon IEEE-Power&Energy

9. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système Électrique • En Bulgarie jusqu’à le fin d’année 2009 dans la compagnie NEK sont déclarées les demandes pour la connexion de GED: • - vers le RT de une puissance installée nouvelle de 12 200 MW. • - vers les RD – 2 600 MW, • où • les éoliennes - 83,6 %, • les photovoltaïques – 16,2 % et • les centrales électriques aux biocombustible – 0,2%. • _________________________________________________________ • сп. Енергетика.

10. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système Électrique • ??? “Pourquoi GED/SER – elles sont • DEFAUTS: • - à une utilisation petite (load factor) – environ de 23% • - ne peuvent pas changer leurs puissances selon les besoins de la charge ou les nécessités du dispatcher; • - capables d’arrêter son travail en chaque moment et demandent la réserve tournante; • - provoquent des coûts supplémentaires pour les derniers consommateurs; • - changent défavorablement le paysage; • - peuvent provoquer des changements indésirables du climat • (par ex. -éoliennes - a cause d’extraction des quantités importantes d’énergie des couches inférieurs de l’atmosphère. )

11. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système Électrique • Parce que elles : • AVANTAGES: • - diminuent les émissions de СО2; • - la quantité du gaz naturel utilisé est réduite avec 11%; • - l’eau consommée pendant la production de l’énergie électrique diminue (avec 4 trillions de tonnes aux Etats-Unis seulement) • - le revenue des municipalités augmente; • - le nombre de places de travail accroît à une parti considérable dans cette industrie.

12. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système Électrique • Dans les pays développés: • GED sont le clé pour la diminution des émissions nuisibles causant le réchauffement globale; • Indépendance énergétique • Réduction de la dépendance de l’imports du pétrole, gaz et charbon. • Dans les pays en développement • Les centrales hydrauliques classiques préalablement • Nécessité de suivre la tendance – raisons politiques • Leur rôle important pour l’énergie pure

13. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système Électrique • Les avantages cités ne peuvent pas être réalisés sans un nouvelle manière d’esprit et sans savoir les désavantages des GED.

14. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système Électrique • Les défis pour le SE • ▀ la politique destinée aux développement du réseau • ▀ changements du marché d’énergie électrique • ▀ problèmes du fonctionnement du réseau : • techniques et de gestion • ▀ développement des technologies flexibles pour les • centrales électriques et pour les charges • ▀ développement des méthodes plus précises pour les • prévisions (le vent pour les éoliennes) • ▀ changement et amélioration de fonctionnement du réseau • ▀ unification des GED sur des territoires vastes

15. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système Électrique • ▀ amélioration de interaction entre les responsables d’équilibre • y inclutla réserve; • ▀ développement du marché J-1, H-1 (voir cour IV-3) et en temps réel aussi que le marché sensible aux prix ; • ▀ adaptation des normes et tarifs vers les ressources qui • dépendent de changements de temps; • ▀ utilisation plus efficace des possibilités des lignes de • transport existantes (FACTS, nouveaux types de câbles, autres); • ▀ adaptation des prix et des dépenses; • ▀ problèmes de sécurité du SE et • les autres aussi.

16. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système Électrique

17. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système Électrique •       Si les éoliennes étaient vendues à leur prix réel de fabrication et que les sites étaient attribués sur un marché libre, l’investissement éolien serait divisé par 3 (35,77  €/MWh) ou par 10 (32,61  €/MWh) si on les achetait en Chine. Cependant le prix par l'éolien resterait plus élevé que par le charbon ou le nucléaire. Le prix du kWh par un système éolien amorti au bout de 15 ans  (31,25 €/MWh) devient moins cher que par le gaz mais reste plus cher que par le charbon et le nucléaire. L'augmentation du coût du gaz naturel ne peut que rendre ces différences plus élevées. Le seul éolien qui pourrait être justifié est celui qui correspond à la puissance des centrales à gaz qu'on doit laisser allumées pendant les périodes de pointe mais le taux d'utilisation est alors tellement réduit qu'un investissement nouveau n'est jamais justifié.

18. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système ÉlectriqueDanemark • « L'hydraulique et le nucléaire sont des énergies qui fonctionnent en base, c'est-à-dire par tous les temps. L'éolien et le solaire sont des énergies d'appoint (поддръжка). Elles ne produisent que quand il y a du vent et du soleil. Elles nécessitent donc la mise en place de "back-up ". Le pays qui a le plus développé l'éolien est le Danemark avec 13 % d'éolien dans son bilan énergétique. Il y a ainsi 13 % de centrales au fuel qui démarrent quand le vent ne souffle pas. Ce n'est pas une façon efficace d'éviter la pollution de l'atmosphère. »* • Ce pays vient d'en arrêter l'implantation en 2006 car il n'arrivait plus à gérer une énergie aussi intermittente. • _____________________________ • Anne Lauvergeon, la Présidente d'AREVA

19. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système ÉlectriqueEspagne

20. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système ÉlectriqueEspagne • Les buts: • 1) Diminution des émissions des gaz de serre • 5% aussi bien que20% de tous les émissions dans le secteur d’énergie • 2) Délivrance de la dépendance des combustibles importés • Diminution - 8 Mtoe - 7% de l’import total • 3) Aide pour l’industrie locale en créant les places de travail nouvelles - entre 90 000 et 110 000

21. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système ÉlectriqueEspagne • Espagne – aide pour les GED : • Tarifs et récompenses pour le cycle de vie de GED (habituellement avec un coefficient diminuant). • La récompense maximale pour les PV. • L’opérateur de RD est obligé d’acheter toute l’énergie produite des GED soft en cas de limitations techniques (surchargement du réseau).

22. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système ÉlectriqueEspagne– aide financier pour les GED

23. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système Électrique Espagne– aide financier pour les GED • En 2009г. - 4,6 millions euros (17% des dépenses du SE d’ Espagne ) • La moitié de l’aide – pour les PV (sans diminuer les récompenses pour elles)

24. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système ÉlectriqueEspagne • Influence sur les prix dans le SE : • 2005 2006 2007 • 11,7% 8,6% 25,1% Pros et contres: Dispatching économique Réserve nécessaire Prix

25. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système ÉlectriqueALLEMAGNE

26. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système ÉlectriqueALLEMAGNE • Les buts: • 1) Diminution des émissions des gaz de serre • 2) Diminution des dépenses pour la génération des GED par les innovations technologiques • 3) Création d’une industrie concurrentielle pour GED

27. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système Électrique • ALLEMAGNE - aide pour les GED : • 1989 : Programme “100 MW – Wind” aide bénévole pour les investissements en éoliennes; • 1991: – Loi pour l’achats de l’énergie des GED à un prix fixé; • 2009 – Reconsidération de la loi qui oblige les opérateurs de RT d’acheter l’énergie des GED à un prix fixé et la vendre au prix de marché – la différence est payée par les consommateurs. • Il y a des autres schémas pour l’aide des GED .

28. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système ÉlectriqueALLEMAGNE

29. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système Électrique • L’influence sur : • Marché de l’énergie – l’influence des GED - les prix spot diminuent • Il y a des prix négative en moments de charge petite et génération grande des GED – jusqu’à -500 €/MWh. • Il est désirable que les GED soient stimulées de vendre directement au marché d’énergie électrique.

30. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système ÉlectriqueGrand Bretagne

31. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système ÉlectriqueGrand Bretagne • Les buts – comme au-dessus • Les problèmes – comme au-dessus • Les problèmes supplémentaires : • - Renforcement du RT pour connecter les centrales dans le mère (offshore stations) – • 15 milliards ₤ jusqu’à 2020, • 4 milliards ₤jusqu’à 2014. • - Comment diminuer les investissements dans le réseau • - L’énergie et l’accès au réseau d’être payés séparément.

32. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système Électrique • Les conclusion de l’expérience d’Europe • Les règles de l’exploitation et du marché étant changés dans beaucoup de pays les conditions plus favorables été crées pour les développement des GED . • Dans beaucoup de pays la politique extrême a crée des déformations et a menée aux investissements non efficaces dans les réseaux. • En Grand Bretagne l’approche se caractérise par non-discrimination vers toutes les technologies de génération et • les règles du marché ne changent pas pour protéger les GED. •       Il est impossible d'avoir un marché équitable quand l'énergie renouvelable (en pratique l'énergie éolienne) a des privilèges inconsidérés.

33. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système Électrique •   La libéralisation a commencé aux États-Unis avec une loi de 1978 (Purpa) dont le but était de permettre la vente d'énergies renouvelables à un réseau accessible à tous mais dont l'effet principal (voulu ?) était de favoriser les nouvelles turbines à gaz et de perturber la rentabilité des centrales nucléaires. •       Le réseau était déjà ingérable dans ces conditions mais le devient de plus en plus depuis qu'on y injecte des quantités importantes d’éolien prioritaire et imprévisible. Les Allemands, les plus avancés en capacité éolienne installée, n'ont pu empêcher l'excès de pannes générales de réseau qu'en ayant supprimé la connexion automatique de l'éolien et en refusant près de 10 % de l'énergie éolienne proposée. 

34. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système Électrique Devant l’énormité des coûts de l’éolien et la faiblesse des avantages contre le réchauffement du climat, les ingénieurs ont cherché comment l’Europe, menée par le Danemark puis par l’Allemagne et l’Espagne, s’était engagée dans cette politique aberrante. •      L’électricité à la demande peut s’acheter à un prix de l'ordre de 29 €/MWh pour le nucléaire ou s’importer pour un prix voisin depuis la France. Le prix d’achat de l’électricité intermittente dépend de l’heure et des risques d’une fourniture trop abondante ou trop faible. • La contrainte de l’obligation d’achat de l’éolien va à l’opposé d’une évolution vers un marché libre et une vraie concurrence, laquelle est souhaitée.

35. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système ÉlectriqueAllemagne – point de vue français • « Tout a commencé il a trois décennies en Allemagne, lorsque le mouvement vert a pris son essor. Les " Grunen" avaient une obsession : la phobie du nucléaire. Etant parvenus au pouvoir, ils ont imposé le renoncement aux centrales atomiques. Non seulement il n'est plus question d'en construire, mais celles qui existent doivent être progressivement démantelées de telle sorte que nos voisins ont désormais une politique énergétique à deux faces. »

36. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système ÉlectriqueAllemagne – point de vue français • « Parce qu'ils ont besoin d'électricité, ils construisent en grande quantité et en toute discrétion des centrales à gaz et à charbon, émettrices massives de gaz à effet de serre. Mais, pour le masquer, ils ont couvert leur territoire d'éoliennes qui sont essentiellement des leurres. • En Allemagne comme ailleurs, les éoliennes sont des sources intermittentes qui ne fonctionnent que lorsqu'il y a du vent, c'est-à-dire un quart du temps en moyenne. Il faut donc, l'essentiel du temps, avoir recours à des centrales thermiques polluantes. »

37. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système ÉlectriqueAllemagne – point de vue français • « Il ne faut donc pas s'étonner que les Allemands, avec 10 tonnes de gaz carbonique émises par habitant et par an contre 6 pour nous, soient les plus grands pollueurs d'Europe pour avoir appliqué la politique de leurs écologistes. »

38. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système ÉlectriqueFrance • « Avec une dizaine d'années de décalage, les Verts français ont suivi leurs homologues germaniques et sont devenus les ardents propagandistes du mythe des énergies renouvelables. Mais notre situation n'est pas du tout celle de l'Allemagne. Grâce à une génération de grands ingénieurs, près de 80 % de notre électricité est produite par un parc nucléaire très largement dimensionné et 15 % le sont par nos équipements hydrauliques, de telle sorte que, la plupart du temps, nous n'avons aucun besoin de capacité supplémentaire. Bien au contraire, nous sommes de très loin le premier exportateur mondial d'électricité, avec 345 jours de balance positive sur 365. Les éoliennes apparaissent alors clairement pour ce qu'elles sont : à la fois la conséquence et l'alibi du refus du nucléaire. La vérité, c'est que Nucléaire et Éoliennes sont antinomiques. • De surcroît, fait sans précédent, notre consommation d'électricité a cessé de s'accroître depuis 4 ans. »

39. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système ÉlectriqueFRANCE • « Ceux qui justifient l’éolien font semblant d'ignorer qu'il a besoin de centrales à gaz comme backup. Leurs arguments ne tiennent pas compte du pic de pétrole et de la raréfaction des réserve de gaz. • Contrairement à ce qui peut éventuellement se passer ailleurs, la construction d'éoliennes est donc inutile dans notre pays, puisqu'elles ne répondent à aucun besoin, la durée de vie de nos centrales nucléaires ayant été prolongée de plusieurs décennies. • 95 % de notre électricité sont d'ores et déjà produits sans aucun rejet de gaz à effet de serre. »

40. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système ÉlectriqueFRANCE • « Les éoliennes fonctionnent l'équivalent d'un quart du temps et de manière aléatoire, détail passé sous silence pour des raisons évidentes : la faiblesse rédhibitoire des éoliennes, c'est qu'il est impossible de compter sur elles, et qu'elles constituent une fausse solution face à des besoins qui sont permanents. • Une loi du 13 juillet 2005 a tout d'abord stipulé que la part de notre électricité provenant des énergies renouvelables devrait atteindre 21 % en 2010, c'est-à-dire s'accroître de moitié en cinq ans, objectif inaccessible lorsque l'on sait que la seule manière de l'atteindre serait de doubler notre production hydroélectrique. »

41. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système ÉlectriqueFRANCE • On déclare que le coût moyen de l'électricité d'origine éolienne est passé à environ 4,4 centimes d'euro par kilowattheure pour une machine de 2 Mégawatts ", ce qui est une dimension désormais courante en France. • Un arrêté ministériel du 26 juillet 2006 garantisse aux promoteurs d'éoliennes pendant 15 ans un prix d'achat de 8,2 centimes d'euros, c'est-à-dire presque double du prix de revient, EDF ayant l'obligation d'acquérir le courant à ce prix, même si elle dispose au même moment d'électricité nucléaire dont le coût de revient marginal n'excède pas 0,5 centime d'euro par kWh d'après l'Agence Internationale de l'Énergie. • Chaque éolienne de 2 Mégawatts garantit donc à son promoteur • 360 000 euros de revenu annuel pour un temps de fonctionnement moyen annuel de 2 200 heures.

42. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système ÉlectriqueFRANCE • Face à de telles perspectives, la conclusion s'impose : il faut arrêter tout lancement de nouvelles éoliennes, et le plus tôt sera le mieux. Pour y parvenir, deux modalités sont possibles, qui ne sont pas exclusives l'une de l'autre. Puisque ce sont les préfets qui délivrent les permis de construire, il suffirait en premier lieu qu'ils reçoivent instruction de geler toute autorisation nouvelle jusqu'à plus ample information pour que tout s'arrête immédiatement.

43. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système ÉlectriqueFRANCE • Il existe une seconde solution, qui reposerait sur la révision du tarif d'achat de l'électricité produite par les éoliennes, puisque c'est la fixation de celui-ci à un niveau proche du double du prix de revient qui est à l'origine du désastre actuel. C'est ainsi qu'a procédé le Danemark lorsqu'il a constaté que la prolifération des éoliennes sur son territoire et en mer débouchait sur une situation ingérable du fait des variations brutales de leur production. Décidé il y a 2 ans, l'abaissement massif du tarif d'achat de l'électricité d'origine éolienne s'est traduite par le résultat qu'on pouvait attendre, c'est-à-dire pratiquement l'arrêt de toute installation nouvelle. L'industrie danoise de fabrication des éoliennes fonctionne dorénavant uniquement à l'exportation, à destination notamment de la France puisque toutes les éoliennes installées sur notre territoire proviennent de surcroît de l'étranger, au détriment de notre balance commerciale et de nos emplois. http://www.leseoliennes.be/index.htm

44. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système Électrique • Que le réseau électrique soit géré ou non par l’État, ses coûts devraient être minimisés pour que les consommateurs payent leur électricité au prix le plus bas. •      Le prix de vente de l’électricité peut dépendre de l’heure quand on installe des compteurs intelligents comme en France et en Belgique pour encourager la consommation de nuit. •       L’électricité ne s’achète pas comme des denrées au magasin. Il ne stocke pas sauf par des dispositifs ruineux pour le conserver une fraction de seconde. Le prix d'achat du kWh peut varier fortement d’un quart d'heure à l’autre suivant les prévisions de fourniture et de consommation. 

45. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système ÉlectriqueInfluence des centrales éoliennes sur le prix d’électricité

46. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système Électrique • Conclusions de l’expérience technique pour le RT de l’introduction des PV: • 1. Distribution de la charge parmi des centrales influence considérablement l’opération du SE- quand la génération thermique classique diminue: • l’inertie du SE et les possibilités pour la régulation de la fréquence diminuent ; en dépendance du niveau de réserve choisi la efficacité du travail des centrales thermiques est réduite; • le soutenance des puissance réactive s’empire • 2. Une flexibilité considérable doit être assurée par la génération classique pour dispatching; • 3. La fiabilité est réduite considérablement au cause de parte des PV apres une avarie • 4. PV peuvent assurer la régulation primaire de la fréquence sans diminuer considérablement da productivité; • 5. Les schémas d’utilisation des PV peut défavorablement influencer sur la stabilité oscillatoire du SE ; • 6. La restauration de la tension après une avarie est devenue plus lente (en comparaison avec le cas d’utilisation des centrales classiques) – cet manque de la soutenance de la puissance réactive après les fautes peut entraîner une collapse des tensions dans le SE.

47. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système Électrique • Conclusions de l’expérience technique pour le RD de l’introduction des PV: • Les études ont montrés que la travail des GED qui est coordonné avec l’équipement du RD peut contribuer pour le control de la puissance réactive. Ils doivent l’injectant dans le réseau, comme toutes les autres centrales classiques. Ce-là exige qu’un control des GED soit assuré par l’usage des PV convertisseurs. • La contribution des PV pour la fiabilité du réseau est moins importante que la contribution des moyens de stockage de l’énergie électrique.

48. Problèmes du travail des sources d’énergie renouvelable avec le Système Électrique • L’UE dispose des moyens adéquats. Avec plus de 450 millions de consommateurs, elle représente le deuxième marché d’énergie au monde. Il y a des question a résoudre : • Compétitivité et marché intérieur de l’énergie • Diversification du bouquet énergétique • Solidarité • Développement durable • Innovation et technologie • Politique extérieure

49. F i n Plus d’information pour Bulgarie: http://www.utilities.bg/show.php?storyid=692471