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1 Intégration de l ’énergie éolienne sur les réseaux électriques Frédéric Puisais – Mastère OSE25 septembre 2002.

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1 1 Intégration de l ’énergie éolienne sur les réseaux électriques Frédéric Puisais – Mastère OSE25 septembre 2002

2 2 Contexte de l’étude / Problématique Objectif de Kyoto pour la France en 2010 : 7% d’énergie renouvelable hors grosse hydraulique Contribution énergie éolienne à cet objectif doit être prépondérante : 10 à 14 GW Mise en place de la nouvelle tarification du 8 juin 2001 pour promouvoir et développer cette énergie Mais:- problèmes de raccordement de cette capacité - surcoût éventuel lié à l ’intégration de cette énergie Intégration de l ’énergie éolienne sur les réseaux électriques

3 3 Frédéric Puisais – Mastère OSE25 septembre 2002 Intégration technique de l ’énergie éolienne Intégration de l ’énergie éolienne sur les réseaux électriques Poste HTB 225/63 kV Poste 63/20 kV Parcs éoliennes <12 MW

4 4 Frédéric Puisais – Mastère OSE25 septembre 2002 Le système électrique Système électrique : - moyens de production : nucléaire, hydraulique, thermique ; centralisés - réseau de transport : transporter et répartir l ’énergie électrique, Tension  90 KV, gestion RTE - réseau de distribution : fractionner l ’énergie électrique et l ’acheminer vers les consommateurs, Tension  90 KV, gestion EDF/ARD Intégration technique de l ’énergie éolienne sur les réseaux électriques

5 5 Frédéric Puisais – Mastère OSE25 septembre 2002 Gestion du réseau Mission de service public (directive de 97, loi de février 2000) Le gestionnaire de réseau doit assurer : - équilibre production/consommation - le respect du transit dans les lignes : dispatching; - la qualité de l ’onde électrique. Intégration technique de l ’énergie éolienne sur les réseaux électriques

6 6 Frédéric Puisais – Mastère OSE25 septembre 2002 Gestion du réseau Rôle prépondérant des moyens de production dans la gestion du réseau : - qualité de tension fournie - réglage tension (cos  ) et fréquence - prévision de production pour le dispatching Intégration technique de l ’énergie éolienne sur les réseaux électriques Quelle place pour les éoliennes dans ce système?

7 7 Raccordement des éoliennes et effets globaux Effets globaux : problème de réglage au niveau de la fréquence problème de planification du réseau Intégration technique de l ’énergie éolienne sur les réseaux électriques Frédéric Puisais – Mastère OSE25 septembre 2002

8 8 Raccordement des éoliennes et effets locaux Intégration technique de l ’énergie éolienne sur les réseaux électriques Effets locaux : réglage de tension problématique 2 types de connexion : - installation ne participe pas au réglage de tension :1 - installation participe au réglage de tension :2 Evolution: apparition de technologies capables d ’assurer le réglage de la tension Frédéric Puisais – Mastère OSE25 septembre 2002

9 9 Raccordement des éoliennes et effets locaux réglages possibles selon la technologie de l ’aérogénérateur (synchrone, asynchrone) Intégration technique de l ’énergie éolienne sur les réseaux électriques Évolution de la technologie des aérogénérateurs installés depuis % 20% 40% 60% 80% 100% taux de pénétration de la technologie MS rotor bobiné MAS rotor bobiné MAS rotor à cage Frédéric Puisais – Mastère OSE25 septembre 2002

10 10 Raccordement des éoliennes Qualité de tension - Tenue aux coupures brèves : déconnexion de la machine - Harmoniques : déforment l ’onde Intégration technique de l ’énergie éolienne sur les réseaux électriques Frédéric Puisais – Mastère OSE25 septembre 2002

11 11 Raccordement des éoliennes Qualité de tension - Flicker : provoqué par les variations périodiques du vent Intégration technique de l ’énergie éolienne sur les réseaux électriques U (V) t Frédéric Puisais – Mastère OSE25 septembre 2002

12 12 Quel raccordement? Intégration technique de l ’énergie éolienne sur les réseaux électriques Tous ces problèmes évoqués ont des solutions Mais problématique économique  Adopter une démarche pragmatique : capacité d ’accueil du réseau (sans renforcement): 5000MW Solutions peuvent apparaître à court terme: - planification du raccordement des éoliennes; - électronique de puissance. Le seuil de 5000MW peut augmenter Frédéric Puisais – Mastère OSE25 septembre 2002

13 13 Quel raccordement? Intégration technique de l ’énergie éolienne sur les réseaux électriques Quand pistes de court terme épuisées, développement de la filière éolienne conditionné par émergence de certaines solutions : - outils de prévision; - stockage de l ’énergie. Frédéric Puisais – Mastère OSE25 septembre 2002

14 14 Evaluation du surcoût dû à l ’intégration de l ’énergie éolienne à l ’horizon 2010 Intégration de l ’énergie éolienne sur les réseaux électriques Frédéric Puisais – Mastère OSE25 septembre 2002

15 15 Evaluation du surcoût Evaluation du surcoût de l’intégration de l ’énergie éolienne sur les réseaux électriques Différence entre coûts supportés par EDF (du fait de l ’obligation d ’achat) et de plusieurs grandeurs : - coûts évités à EDF - coût environnemental - externalités (création d ’emplois etc.) Les hypothèses de base : - évolution de la puissance éolienne installée - facteur de charge - tarifs de vente Frédéric Puisais – Mastère OSE25 septembre 2002

16 16 Coût évité à EDF Pas de méthode de calcul précise (encore en discussion) Choix pour l ’étude : coût évité = coût variable du kWh marginal (CRE) Frédéric Puisais – Mastère OSE25 septembre 2002 Programme d’appel EDF Evaluation du surcoût de l’intégration de l ’énergie éolienne sur les réseaux électriques

17 17 Coût environnemental Nombreuses estimations (rapport ExternE) Emissions de CO 2 évitées ? Valeur de la tonne de carbone émise? Choix pour l ’étude : - qualité de l ’air : valeurs du rapport ExternE - émissions de CO 2 évitées : kWh marginal - Valeur de la tonne de carbone : 75 €/tdeC (valeur utilisée par le Commissariat Général au plan) Frédéric Puisais – Mastère OSE25 septembre 2002 Evaluation du surcoût de l’intégration de l ’énergie éolienne sur les réseaux électriques

18 18 Externalités + développement de l ’activité économique + indépendance et sécurité d ’approvisionnement + maîtrise des choix technologiques d ’avenir + gestion optimale et développement des ressources nationales - coût de renforcement du réseau : 3,3 G€ selon André Merlin, directeur du RTE. Frédéric Puisais – Mastère OSE25 septembre 2002 Evaluation du surcoût de l’intégration de l ’énergie éolienne sur les réseaux électriques

19 19 Evaluation en fonction des scénarios Frédéric Puisais – Mastère OSE25 septembre 2002 Evaluation du surcoût de l’intégration de l ’énergie éolienne sur les réseaux électriques

20 20 Validité des résultats Résultats très variables selon les hypothèses Evaluation CRE : 26 G€. Surévaluation? Difficulté de donner un chiffre précis : nombreux aléas Scénario objectif : b2vf - 5 G€ si 10 GW en 2010 (0,0005 €/kWh sur le prix de l ’énergie consommée en France, pour un foyer 2€/an jusqu’en 2025) - 2,6 G€ si 5 GW en 2010 Frédéric Puisais – Mastère OSE25 septembre 2002 Evaluation du surcoût de l’intégration de l ’énergie éolienne sur les réseaux électriques

21 21 Quel avenir pour l’énergie éolienne? Régulation par les quantités ou par les prix? Pistes de court terme et de long terme pour l’intégration de l ’énergie éolienne Contribution au développement durable (mission d’intérêt général) et au respect des objectifs de Kyoto Frédéric Puisais – Mastère OSE25 septembre 2002 Intégration de l ’énergie éolienne sur les réseaux électriques


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