avec la petite hydraulique

Présentation au sujet: "avec la petite hydraulique"— Transcription de la présentation:

1 avec la petite hydraulique
ISKB/ADUR Séance technique Cormoret, 28 avril 2012 Le stockage d’énergie avec la petite hydraulique Nicolas Crettenand Ing. Civ. EPFL, doctorant Financement: EOS Holding et Energy Center CV: Ing civ 2006 1 an Madagascar STUCKY SA EPFL Schwerpunkt

2 Besoin de stockage énergétique et production flexible décentralisés
Argument Tendances dans le secteur de l’électricité: Fukushima Libéralisation Obj. énergies renouvelables (gouvernement + villes) “Smart grids” (TIC) Production décentralisée Production intermittente Besoin de stockage énergétique et production flexible décentralisés Petite hydro d’accumulation et à pompage-turbinage RET facilitation: CH: RET targets in law Cities: convenant of mayors: ~3500 cities go beyond / also CH cities Lausanne Fukushima: phasing out of nuclear in CH Storage: complementary to ICT balancing storage capacities will be developed at the large scale level, as well as at the small scale and household level S&P/S hydropower: most efficient and profitable way for storage in electricity sector S&P/S-SHP: large scale built or planned, pot for SHP never evaluated in CH, especially for distributed energy storage Prof. Paolone I-FW: MW => alignment between production and consumption, peak electricity, ancillary services Pas aux autres technologies de payers les frais par exemple pour tout les balancing -> doit être inclu dans la promotion des ER Cadre institutionnel: pas seulement promouvoir la quantité d’ER, mais aussi la “qualité” (ex. production de pointe et flexible) Evaluation du potentiel technique ISKB/ADUR HV, Comoret,

3 Agenda Petites centrales hydraulique d’accumulation et à pompage-turbinage: Potentiel technique en Suisse Faisabilité économique et institutionnelle Cadre institutionnel: autres développements possibles Conclusion ISKB/ADUR HV, Comoret,

4 1) Petites centrales hydrauliques d’accumulation et à pompage-turbinage
Etat des lieux (2010) : 2010 Petite hydraulique Total hydraulique Accumulation 18 centrales et 106 MW 86 centrales et 8’263 MW Pompage-turbinage 3 centrales et 15 MW 17 centrales et 1’894 MW SHP general: 6% en MW 1.3% acc. 0.7 P-T Aucune existance <0.3 MW ISKB/ADUR HV, Comoret,

5 Potentiel technique: Méthodologie d’évaluation
Valoriser d’abord des ouvrages et infrastructures existants ou en planification 1. Identification des réservoirs potentiels 2. Définition des cas types 3. Evaluation technique sommaire par cas type 4. Evaluation technico-économique de projets phares Réduction d’opposition Minimiser l’investissement financier 5. Evaluation du potentiel sommaire ISKB/ADUR HV, Comoret,

6 Potentiel technique: Méthodologie (suite)
Réservoirs potentiels Eau de surface Barrages/digues (petite centrale hydraulique, protection contre les crues) Lac naturel Lac artificiel Glacier (~futur lac naturel) Eau souterraine Lac souterrain Infrastructure Réservoir d’enneigement artificiel Réservoir d’irrigation Réservoir d’eau potable Infrastructure militaire plus exploitée Galerie non-exploitée Galerie minière non-exploitée Plus de protection contre les crues suite à CC Augmenter storage capacité Lac articiel: loisir Raison pour enneigement, irrigation, eau pot Raison pour non eau usée, galerie minière Infra militaire Galerie non-exploitée ISKB/ADUR HV, Comoret,

7 Evaluation technique sommaire par cas type dans le Canton du Valais
Projets phares Pot . accumulat. [MW] Pot. pompage-turbinage [MW] Petite centrale hydraulique 4 centrales en série: augmenter l’accumulation Variantes d’un projet RPC* Lac Réhabilitation de Fully Projet à buts multiples 0.0 – 0.6 Seuil protection contre les crues (Utiliser des seuils existants) - Infrastructures d’enneigement Montana*, Verbier, Torgon 1.9 – 4.6 Réseau d’irrigation Utiliser 2 réservoirs existants 0.9 – 3.4 Réseau d’eau potable Galeries inopératives Infrastructures militaires Cas type Projets phares Pot . accumulat. [MW] Pot. pompage-turbinage [MW] Petite centrale hydraulique 4 centrales en série: augmenter l’accumulation Variantes d’un projet RPC* Lac Réhabilitation de Fully Projet à buts multiples 0.0 – 0.6 Seuil protection contre les crues (Utiliser des seuils existants) - Infrastructures d’enneigement Montana*, Verbier, Torgon 1.9 – 4.6 Réseau d’irrigation Utiliser 2 réservoirs existants 0.9 – 3.4 Réseau d’eau potable Projet d’approvisionnement d’un village depuis le fond de la vallée 0.6 Galeries inopératives Infrastructures militaires Cas type Projets phares Pot . accumulat. [MW] Pot. pompage-turbinage [MW] Petite centrale hydraulique 4 centrales en série: augmenter l’accumulation Variantes d’un projet RPC* Lac Réhabilitation de Fully Projet à buts multiples 0.0 – 0.6 Seuil protection contre les crues (Utiliser des seuils existants) - Infrastructures d’enneigement Montana*, Verbier, Torgon 1.9 – 4.6 Réseau d’irrigation Utiliser 2 réservoirs existants 0.9 – 3.4 Réseau d’eau potable Projet d’approvisionnement d’un village depuis le fond de la vallée 0.6 Galeries inopératives Infrastructures militaires Cas type Projets phares Pot . accumulat. [MW] Pot. pompage-turbinage [MW] Petite centrale hydraulique 4 centrales en série: augmenter l’accumulation Variantes d’un projet RPC* Lac Réhabilitation de Fully Projet à buts multiples 0.0 – 0.6 Seuil protection contre les crues (Utiliser des seuils existants) - Infrastructures d’enneigement Montana*, Verbier, Torgon 1.9 – 4.6 Réseau d’irrigation Utiliser 2 réservoirs existants 0.9 – 3.4 Réseau d’eau potable Projet d’approvisionnement d’un village depuis le fond de la vallée 0.6 Galeries inopératives Infrastructures militaires (Parc disponible actuel: pas de volume assez grand) Cas type Projets phares Pot . accumulat. [MW] Pot. pompage-turbinage [MW] Petite centrale hydraulique 4 centrales en série: augmenter l’accumulation Variantes d’un projet RPC* Lac Réhabilitation de Fully Projet à buts multiples 0.0 – 0.6 Seuil protection contre les crues (Utiliser des seuils existants) - Infrastructures d’enneigement Montana*, Verbier, Torgon 1.9 – 4.6 Réseau d’irrigation Réseau d’eau potable Galeries inopératives Infrastructures militaires Cas type Projets phares Pot . accumulat. [MW] Pot. pompage-turbinage [MW] Petite centrale hydraulique 4 centrales en série: augmenter l’accumulation Variantes d’un projet RPC* Lac Réhabilitation de Fully Projet à buts multiples 0.0 – 0.6 Seuil protection contre les crues (Utiliser des seuils existants) - Infrastructures d’enneigement Réseau d’irrigation Réseau d’eau potable Galeries inopératives Infrastructures militaires Cas type Projets phares Pot . accumulat. [MW] Pot. pompage-turbinage [MW] Petite centrale hydraulique Lac Seuil protection contre les crues Infrastructures d’enneigement Réseau d’irrigation Réseau d’eau potable Galeries inopératives Infrastructures militaires Cas type Projets phares Pot . accumulat. [MW] Pot. pompage-turbinage [MW] Petite centrale hydraulique 4 centrales en série: augmenter l’accumulation Variantes d’un projet RPC* Lac Réhabilitation de Fully Projet à buts multiples 0.0 – 0.6 Seuil protection contre les crues Infrastructures d’enneigement Réseau d’irrigation Réseau d’eau potable Galeries inopératives Infrastructures militaires Cas type Projets phares Pot . accumulat. [MW] Pot. pompage-turbinage [MW] Petite centrale hydraulique 4 centrales en série: augmenter l’accumulation Variantes d’un projet RPC* Lac Seuil protection contre les crues Infrastructures d’enneigement Réseau d’irrigation Réseau d’eau potable Galeries inopératives Infrastructures militaires armaSuisse: has already sold lots of infra with potential according to Guy Saillens, member of armaSuisse committee. Some new owner may rent it for P-S SHP (& potential remaining in "parc actif" of the army) 'sécurisation eau potable suite à la croissance de pop (tourisme) et changement climatique: nouveaux réservoir d'eau pot, dont l'utilisation secondaire pourraient être SHP Neige, irrigation: utiliser eau avant utilisation finale Lac naturel: avec encore du potentiel ISKB/ADUR HV, Comoret,

8 Exemple: Projet de PCH à Vionnaz
Projet de base petite hydro: Chute : 750 m Conduite: 3.5 km , diamètre 500/400 mm Débit : 310 l/s Puissance électrique : 1.9 MW Production annuelle : 9.5 GWh 2 extensions possibles: Accumulation: Production flexible Gain de production 1% (gain financier avec RPC de qqe centaines CHF) Pompage-turbinage: 5 heures de production/jour Spread de 13 cts/kWh P-S: spread juste pour amortir inv. Supplémentaires, donc pas de bases Toucher la RPC pour les apports naturels 2 lacs existants: Supérieur 500 m3  extension à 2’500-3’000 m3 Inférieur 800 m3  extension à 2’500-3’000 m3 Source: e-dric 2011 ISKB/ADUR HV, Comoret,

9 Exemple: Montana – réseau d’enneigement
- MontanAqua Volumes: - Réservoir sup.: 100’000 m3 - Réservoir inf.: 130’000 m3 Puissance installée : 0.5 – 2.5 MW Source: Rey 2009 ISKB/ADUR HV, Comoret,

10 Potentiel en Valais et en Suisse
Accumulation [MW] Pompage-turbinage [MW] Petite hydraulique 17.7 – 32.1 9.6 – 21.9 Eau de surface 6.2 – 13.3 Infrastructure 3.4 – 8.6 Installations existantes 26.7 9.7 SUISSE (extrapolation) Accumulation [MW] Pompage-turbinage [MW] Petite hydraulique Installations existantes 106 15 Expliquer l’extrapolation: surface pondérée, population pondérée, RPC (projets réalisés, demandes) cross-cantonal-borders projects (e.g. Innergsteig): additional pot Meeting Klaus Jorde: si smart grid et P-S automatisé totalement 50 kW, alors d'autres potentiels (ex. Isérables - réseau d'eau potable, Martigny - réseau d'eau potable)) Pot: Storage: 2/3 with exsting plants where increase reservoir capacity Doubling like SHP in general Pump-storage: infra + lakes Infra: normal SHP exploited, but not pump-storage Range huge: identified projects 1-3x -> extrapolation Clear neglected potential Comparison: 900 MW projects in CH: not in competition, but complementory (CH as elec. Hub for Europe – local role) Currently 2. biggest P-S HP is 240 MW in CH Interviews: 19: 9 oui potentiel, 4 oui dans infra, 0 non ISKB/ADUR HV, Comoret,

11 2. Faisabilité économique et institutionnelle
Prix de revient sur les projets phares: Accumulation: quelques cts/kWh supplémentaires Pompage-turbinage: Spread 13 – 20 cts/kWh Ratio investissement sur les projets phares: Accumulation: 0.05 – 0.2 Millions CHF / MW Pompage-turbinage: 1.5 – 5.5 Millions CHF / MW Muttsee – Linthal 2015 (1’000 MW) : ~1.8 Millions CHF / MW Mettre en place le cadre institutionnel adéquat Rémunération Aspects environnementaux ISKB/ADUR HV, Comoret,

12 Rémunérations existantes
Services systèmes: Max. 50% de la RPC selon étude interne de Swissgrid Marché spot: Evolution du spread incertain. Spread insuffisant pour le moment. RPC – production selon un horaire: Aucune centrale est rémunérée ainsi pour le moment Dans UE, 3 exemples de rémunération de production de pointe ou flexible: Portugal: peak <-> off peak République tchèque: fil de l’eau <-> accumulation (peak, semi-peak) Allemagne: Prime de marché pour la production flexible Services systèmes: si prix augmente (control tertiaire), alors centrales avec RPC peuvent vendre une partie comme service systèmes ISKB/ADUR HV, Comoret,

13 Rémunérations: développement
Instrument ER Acc. / P-T Services systèmes “vert” x Acc, ev. P-T Services systèmes décentralisés Acc. + P-T RPC – prime pour la production de pointe Acc. RPC – Intégration régionale des énergies renouvelables intermittentes Compensation CO2 pour l’électricité de pointe et de réglage Instrument ER Acc. / P-T Services systèmes “vert” x Acc, ev. P-T Services systèmes décentralisés Acc. + P-T RPC – prime pour la production de pointe Acc. RPC – Intégration régionale des énergies renouvelables intermittentes Compensation CO2 pour l’électricité de pointe et de réglage Certificats verts – prise en compte de la production de pointe Instrument ER Acc. / P-T Services systèmes “vert” x Acc, ev. P-T Services systèmes décentralisés Acc. + P-T RPC – prime pour la production de pointe Acc. RPC – Intégration régionale des énergies renouvelables intermittentes Compensation CO2 pour l’électricité de pointe et de réglage Certificats verts – prise en compte de la production de pointe Station de ski „durable“ P-T Instrument ER Acc. / P-T Services systèmes “vert” x Acc, ev. P-T Services systèmes décentralisés Acc. + P-T RPC – prime pour la production de pointe Acc. RPC – Intégration régionale des énergies renouvelables intermittentes Instrument ER Acc. / P-T Services systèmes “vert” x Acc, ev. P-T Services systèmes décentralisés Acc. + P-T RPC – prime pour la production de pointe Acc. Instrument ER Acc. / P-T Services systèmes “vert” x Acc, ev. P-T Services systèmes décentralisés Acc. + P-T Instrument ER Acc. / P-T Services systèmes “vert” x Acc, ev. P-T ISKB/ADUR HV, Comoret,

14 2) Cadre institutionnel: développement
Simplification des procédures administratives: Plan d’action «Stratégie énergétique 2050» et Motion Cathomas au Parlement fédéral Recommandations identifiées: Guichet unique Institutions («règles de jeux») cohérentes en elles-mêmes: ex. concession sur 20 ans quand RPC sur 25 ans Délais clairs et impératifs aux autorités Autres simplifications difficiles car très controversées (ex. changement de lois). Par contre réduire durées des procédures: Plan directeur cantonal (ex. BE, même qu’à discuter …) Filtre par projet (ex. VS) Aménagement du territoire Eine Bezugsperson Fristen ISKB/ADUR HV, Comoret,

15 Cadre institutionnel: développement (suite)
Crédits CO2 : Centrales à gaz => compensation avec des énergies renouvelables qui produisent de l’électricité : financer partiellement la RPC avec la compensation Débit résiduel dynamique: Optimisation de la production d’électricité et sauvegarde des conditions naturelles CO2: que biomasse pour le moment / lié la politique énergétique et climatique Qres: S&P/S-SHP Dynamique journalière et saisonale Débat depuis des années et changement de loi nécessaire RPC: certains aspects ISKB/ADUR HV, Comoret,

16 Conclusion Petites centrales hydrauliques d’accumulation et à pompage-turbinage …: Argument: Promouvoir pas uniquement des kWh de sources renouvelables, mais aussi de la production flexible grâce au stockage Potentiel technique au sein d’infrastructures et avec des centrales existantes -> développer des projets phares Cadre institutionnel: introduire rémunération adéquate … pourrait jouer un rôle important dans: le stockage énergétique décentralisé la production d’électricité de pointe décentralisée la régulation du réseau électrique au niveau local/régional ISKB/ADUR HV, Comoret,

17 Merci de votre attention
Questions Merci de votre attention Soutenance publique: 3 juillet 2012, 17h15, EPFL ISKB/ADUR HV, Comoret,