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CHAIR, MANAGEMENT OF NETWORK INDUSTRiES E n e r g y C e n t e r Le stockage dénergie avec la petite hydraulique Nicolas Crettenand Ing. Civ. EPFL, doctorant.

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1 CHAIR, MANAGEMENT OF NETWORK INDUSTRiES E n e r g y C e n t e r Le stockage dénergie avec la petite hydraulique Nicolas Crettenand Ing. Civ. EPFL, doctorant Financement: EOS Holding et Energy Center ISKB/ADUR Séance technique Cormoret, 28 avril 2012

2 CHAIR OF NETWORK INDUSTRY MANAGEMENT 2 E n e r g y C e n t e r Argument Tendances dans le secteur de lélectricité: Libéralisation Obj. énergies renouvelables (gouvernement + villes) Smart grids (TIC) Production décentraliséeProduction intermittente Fukushima Besoin de stockage énergétique et production flexible décentralisés Petite hydro daccumulation et à pompage-turbinage Evaluation du potentiel technique Cadre institutionnel: pas seulement promouvoir la quantité dER, mais aussi la qualité (ex. production de pointe et flexible) 2 ISKB/ADUR HV, Comoret,

3 CHAIR OF NETWORK INDUSTRY MANAGEMENT 3 E n e r g y C e n t e r Agenda 1)Petites centrales hydraulique daccumulation et à pompage-turbinage: 1.Potentiel technique en Suisse 2.Faisabilité économique et institutionnelle 2)Cadre institutionnel: autres développements possibles 3)Conclusion 3 ISKB/ADUR HV, Comoret,

4 CHAIR OF NETWORK INDUSTRY MANAGEMENT 4 E n e r g y C e n t e r 1) Petites centrales hydrauliques daccumulation et à pompage-turbinage Etat des lieux (2010) : 2010Petite hydrauliqueTotal hydraulique Accumulation18 centrales et 106 MW86 centrales et 8263 MW Pompage- turbinage 3 centrales et 15 MW17 centrales et 1894 MW 4 ISKB/ADUR HV, Comoret,

5 CHAIR OF NETWORK INDUSTRY MANAGEMENT 5 E n e r g y C e n t e r Potentiel technique: Méthodologie dévaluation Valoriser dabord 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 5. Evaluation du potentiel sommaire 5 ISKB/ADUR HV, Comoret,

6 CHAIR OF NETWORK INDUSTRY MANAGEMENT 6 E n e r g y C e n t e r Potentiel technique: Méthodologie (suite) Réservoirs potentiels Eau de surfaceBarrages/digues (petite centrale hydraulique, protection contre les crues) Lac naturel Lac artificiel Glacier (~futur lac naturel) Eau souterraineLac souterrain InfrastructureRéservoir denneigement artificiel Réservoir dirrigation Réservoir deau potable Infrastructure militaire plus exploitée Galerie non-exploitée Galerie minière non-exploitée 6 ISKB/ADUR HV, Comoret,

7 CHAIR OF NETWORK INDUSTRY MANAGEMENT 7 E n e r g y C e n t e r Evaluation technique sommaire par cas type dans le Canton du Valais Cas typeProjets pharesPot. accumulat. [MW] Pot. pompage- turbinage [MW] Petite centrale hydraulique Lac Seuil protection contre les crues Infrastructures denneigement Réseau dirrigation Réseau deau potable Galeries inopératives Infrastructures militaires 7 ISKB/ADUR HV, Comoret, Cas typeProjets pharesPot. accumulat. [MW] Pot. pompage- turbinage [MW] Petite centrale hydraulique -4 centrales en série: augmenter laccumulation -Variantes dun projet RPC* Lac Seuil protection contre les crues Infrastructures denneigement Réseau dirrigation Réseau deau potable Galeries inopératives Infrastructures militaires Cas typeProjets pharesPot. accumulat. [MW] Pot. pompage- turbinage [MW] Petite centrale hydraulique -4 centrales en série: augmenter laccumulation -Variantes dun projet RPC* Lac-Réhabilitation de Fully -Projet à buts multiples 0.0 – Seuil protection contre les crues Infrastructures denneigement Réseau dirrigation Réseau deau potable Galeries inopératives Infrastructures militaires Cas typeProjets pharesPot. accumulat. [MW] Pot. pompage- turbinage [MW] Petite centrale hydraulique -4 centrales en série: augmenter laccumulation -Variantes dun projet RPC* Lac-Réhabilitation de Fully -Projet à buts multiples 0.0 – Seuil protection contre les crues (Utiliser des seuils existants) Infrastructures denneigement Réseau dirrigation Réseau deau potable Galeries inopératives Infrastructures militaires Cas typeProjets pharesPot. accumulat. [MW] Pot. pompage- turbinage [MW] Petite centrale hydraulique -4 centrales en série: augmenter laccumulation -Variantes dun projet RPC* Lac-Réhabilitation de Fully -Projet à buts multiples 0.0 – Seuil protection contre les crues (Utiliser des seuils existants) Infrastructures denneigement Montana*, Verbier, Torgon -1.9 – 4.6 Réseau dirrigation Réseau deau potable Galeries inopératives Infrastructures militaires Cas typeProjets pharesPot. accumulat. [MW] Pot. pompage- turbinage [MW] Petite centrale hydraulique -4 centrales en série: augmenter laccumulation -Variantes dun projet RPC* Lac-Réhabilitation de Fully -Projet à buts multiples 0.0 – Seuil protection contre les crues (Utiliser des seuils existants) Infrastructures denneigement Montana*, Verbier, Torgon -1.9 – 4.6 Réseau dirrigationUtiliser 2 réservoirs existants -0.9 – 3.4 Réseau deau potable Galeries inopératives Infrastructures militaires Cas typeProjets pharesPot. accumulat. [MW] Pot. pompage- turbinage [MW] Petite centrale hydraulique -4 centrales en série: augmenter laccumulation -Variantes dun projet RPC* Lac-Réhabilitation de Fully -Projet à buts multiples 0.0 – Seuil protection contre les crues (Utiliser des seuils existants) Infrastructures denneigement Montana*, Verbier, Torgon -1.9 – 4.6 Réseau dirrigationUtiliser 2 réservoirs existants -0.9 – 3.4 Réseau deau potable Projet dapprovisionnement dun village depuis le fond de la vallée -0.6 Galeries inopératives Infrastructures militaires Cas typeProjets pharesPot. accumulat. [MW] Pot. pompage- turbinage [MW] Petite centrale hydraulique -4 centrales en série: augmenter laccumulation -Variantes dun projet RPC* Lac-Réhabilitation de Fully -Projet à buts multiples 0.0 – Seuil protection contre les crues (Utiliser des seuils existants) Infrastructures denneigement Montana*, Verbier, Torgon -1.9 – 4.6 Réseau dirrigationUtiliser 2 réservoirs existants -0.9 – 3.4 Réseau deau potable Projet dapprovisionnement dun village depuis le fond de la vallée -0.6 Galeries inopératives -- Infrastructures militaires Cas typeProjets pharesPot. accumulat. [MW] Pot. pompage- turbinage [MW] Petite centrale hydraulique -4 centrales en série: augmenter laccumulation -Variantes dun projet RPC* Lac-Réhabilitation de Fully -Projet à buts multiples 0.0 – Seuil protection contre les crues (Utiliser des seuils existants) Infrastructures denneigement Montana*, Verbier, Torgon -1.9 – 4.6 Réseau dirrigationUtiliser 2 réservoirs existants -0.9 – 3.4 Réseau deau potable Projet dapprovisionnement dun village depuis le fond de la vallée -0.6 Galeries inopératives -- Infrastructures militaires (Parc disponible actuel: pas de volume assez grand) --

8 CHAIR OF NETWORK INDUSTRY MANAGEMENT 8 E n e r g y C e n t e r Exemple: Projet de PCH à Vionnaz Source: e-dric 2011 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 lacs existants: Supérieur 500 m 3 extension à m 3 Inférieur 800 m 3 extension à m 3 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 8 ISKB/ADUR HV, Comoret,

9 CHAIR OF NETWORK INDUSTRY MANAGEMENT 9 E n e r g y C e n t e r Exemple: Montana – réseau denneigement Source: Rey ISKB/ADUR HV, Comoret, Volumes: - Réservoir sup.: m 3 - Réservoir inf.: m 3 Puissance installée : 0.5 – 2.5 MW

10 CHAIR OF NETWORK INDUSTRY MANAGEMENT 10 E n e r g y C e n t e r Potentiel en Valais et en Suisse VALAISAccumulation [MW]Pompage-turbinage [MW] Petite hydraulique 17.7 – – 21.9 Eau de surface 17.7 – – 13.3 Infrastructure 03.4 – 8.6 Installations existantes SUISSE (extrapolation)Accumulation [MW]Pompage-turbinage [MW] Petite hydraulique Installations existantes ISKB/ADUR HV, Comoret,

11 CHAIR OF NETWORK INDUSTRY MANAGEMENT 11 E n e r g y C e n t e r 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 (1000 MW) : ~1.8 Millions CHF / MW Mettre en place le cadre institutionnel adéquat Rémunération Aspects environnementaux 11 ISKB/ADUR HV, Comoret,

12 CHAIR OF NETWORK INDUSTRY MANAGEMENT 12 E n e r g y C e n t e r 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 leau accumulation (peak, semi-peak) –Allemagne: Prime de marché pour la production flexible 12 ISKB/ADUR HV, Comoret,

13 CHAIR OF NETWORK INDUSTRY MANAGEMENT 13 E n e r g y C e n t e r Rémunérations: développement InstrumentERAcc. / P-T Services systèmes vertxAcc, ev. P-T 13 ISKB/ADUR HV, Comoret, InstrumentERAcc. / P-T Services systèmes vertxAcc, ev. P-T Services systèmes décentralisésAcc. + P-T InstrumentERAcc. / P-T Services systèmes vertxAcc, ev. P-T Services systèmes décentralisésAcc. + P-T RPC – prime pour la production de pointexAcc. InstrumentERAcc. / P-T Services systèmes vertxAcc, ev. P-T Services systèmes décentralisésAcc. + P-T RPC – prime pour la production de pointexAcc. RPC – Intégration régionale des énergies renouvelables intermittentes xAcc. + P-T InstrumentERAcc. / P-T Services systèmes vertxAcc, ev. P-T Services systèmes décentralisésAcc. + P-T RPC – prime pour la production de pointexAcc. RPC – Intégration régionale des énergies renouvelables intermittentes xAcc. + P-T Compensation CO 2 pour lélectricité de pointe et de réglage xAcc. InstrumentERAcc. / P-T Services systèmes vertxAcc, ev. P-T Services systèmes décentralisésAcc. + P-T RPC – prime pour la production de pointexAcc. RPC – Intégration régionale des énergies renouvelables intermittentes xAcc. + P-T Compensation CO 2 pour lélectricité de pointe et de réglage xAcc. Certificats verts – prise en compte de la production de pointe xAcc. InstrumentERAcc. / P-T Services systèmes vertxAcc, ev. P-T Services systèmes décentralisésAcc. + P-T RPC – prime pour la production de pointexAcc. RPC – Intégration régionale des énergies renouvelables intermittentes xAcc. + P-T Compensation CO 2 pour lélectricité de pointe et de réglage xAcc. Certificats verts – prise en compte de la production de pointe xAcc. Station de ski durablexP-T

14 CHAIR OF NETWORK INDUSTRY MANAGEMENT 14 E n e r g y C e n t e r 2) Cadre institutionnel: développement Simplification des procédures administratives: Plan daction «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 quà discuter …) Filtre par projet (ex. VS) Aménagement du territoire 14 ISKB/ADUR HV, Comoret,

15 CHAIR OF NETWORK INDUSTRY MANAGEMENT 15 E n e r g y C e n t e r Cadre institutionnel: développement (suite) Crédits CO 2 : Centrales à gaz => compensation avec des énergies renouvelables qui produisent de lélectricité : financer partiellement la RPC avec la compensation Débit résiduel dynamique: Optimisation de la production délectricité et sauvegarde des conditions naturelles 15 ISKB/ADUR HV, Comoret,

16 CHAIR OF NETWORK INDUSTRY MANAGEMENT 16 E n e r g y C e n t e r Conclusion Petites centrales hydrauliques daccumulation 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 dinfrastructures 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 délectricité de pointe décentralisée la régulation du réseau électrique au niveau local/régional 16 ISKB/ADUR HV, Comoret,

17 CHAIR OF NETWORK INDUSTRY MANAGEMENT 17 E n e r g y C e n t e r Questions Merci de votre attention 17 ISKB/ADUR HV, Comoret, Soutenance publique: 3 juillet 2012, 17h15, EPFL


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