A 1. PROGRAMME D’ELECTRIFICATION & MANAGEMENTS TECHNIQUES DES PROJETS

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1 A 1. PROGRAMME D’ELECTRIFICATION & MANAGEMENTS TECHNIQUES DES PROJETS
Ateliers 1 & 2 A 1. PROGRAMME D’ELECTRIFICATION & MANAGEMENTS TECHNIQUES DES PROJETS Schémas Directeurs & Valorisation de l’Electrification Rurale Gauthier DUPONT Chef de Projets – Division Energie, Laymeyer International GmbH – Allemagne

2 Titre : Plans Locaux d'Electrification au Sénégal et au Mali
Dans le contexte actuel de restructuration et de privatisation du secteur de l’électricité, les Plans Locaux d’Electrification (PLE) jouent un rôle central et novateur dans la promotion de l’électrification rurale auprès des investisseurs privés. Le financement mixte, public par l’Etat avec le soutien des bailleurs de fonds et privé, impose des contraintes et objectifs multiples. Il s’agit d’une part d’optimiser la rentabilité économique des projets, et d’autre part de satisfaire les attentes de l’investisseur privé, à savoir définir un plan en adéquation avec sa capacité limitée d’investissement et lui assurer une rentabilité financière suffisante de son investissement sur fonds propres. De manière générale, leur caractère local requiert également des études socio-technico-économiques plus détaillées. Depuis 2003, quatre études ont permis d’établir trois PLE au Sénégal et dix au Mali. Les aspects techniques auxquels sont confrontés les ingénieurs concernent principalement : L’exploitation des Systèmes d’Information Géographique, y compris les images satellites Les études technico-économiques basées sur l’identification des sources optimales d’alimentation pour un tarif moyen donné : Extension du réseau moyenne tension Systèmes décentralisés : Centrales diesel Energies renouvelables (biomasse, photovoltaïque et mini-hydroélectricité) Systèmes hybrides (éolien-diesel, éolien-photovoltaïque-diesel) La définition des PLE. Gauthier DUPONT

3 Contenu de la Présentation
Cas d’Etude Contexte Système d’Information Géographique (SIG) Images Satellites Sources optimales d’alimentation Diesel vs. Réseau MT Energies Renouvelables (Biomasse, PV, mini-hydro) Hybrides (Eolien-Diesel, Eolien-PV-Diesel) Plans Locaux d’Electrification (PLE) Gauthier DUPONT

4 13 Concessions (un ou plusieurs départements)
1. Cas d’Etudes de PLE Sénégal 13 Concessions (un ou plusieurs départements) Objectif : Toutes les localités de plus de 1000 habitants PLE de 3 Concessions Kaffrine ( – BAD) Fatick-Gossas et Kaolack-Nioro (2004 – KfW) Mali 10 Zones d’Electrification Multi-Sectorielles (ZEM) Objectif 1ère année : 5000 nouveaux abonnés par ZEM ZEM Périphérie de Bamako Liste de localités prioritaires PRODER 1er Groupe : Mopti et Ségou ( – KfW) PRODER 2ème Groupe : 8 autres ZEM ( – BM) Gauthier DUPONT

5 2. Contexte – Généralités
Objectifs nationaux de développement Lutte contre la Pauvreté (CSLP) Augmentation du taux d’électrification Environnement Privatisation du secteur Génération, Transport, Distribution Concessions, IPP (Producteurs Indépendants) Financement Public – Bailleurs de Fonds Investisseur Privé – Capacité d’investissement limitée Subventions Rentabilité double : Projet et Investisseur Cadre institutionnel Gauthier DUPONT

6 2. Contexte – Cadre Institutionnel
Réorganisation du Secteur Agence d’Electrification Rurale Sénégal : ASER Mali : AMADER Participation du Privé Sénégal Concessionnaire Mali Permissionnaire Gauthier DUPONT

7 2. Contexte – Etudes Multidisciplinaires
Cadre Législatif, Institutionnel et Organisationnel Etudes Socio-économiques Enquêtes Socio-économiques Prévision de la Demande Etudes Technico-économiques Diesel vs. Réseau MT Energies Renouvelables (Biomasse, PV, mini-hydroélectricité) Hybrides (Eolien-Diesel, PV-Diesel, Eolien-PV-Diesel) Sources d’Origine HT Réseau MT allégés (monophasé, biphasé) Analyse Financière Etudes d’Impact Environnemental et autres Promotion, Exploitation, Risques et Obstacles Support informatique (Base de données – SIG) Gauthier DUPONT

8 2. PLE vs. Plans Directeurs
Client (Agence d’Electrification Rurale) Dimension régional  Etendue réduite Une des composantes de l’ER Souvent le Cadre est défini par un Plan Directeur Egalement destiné à attirer des investisseurs privés Etudes plus détaillées Données Socio-économiques Etude financière Investisseur encore inconnu Stratégie politique et/ou économique Technique (réseau, énergies renouvelables) Moyens financiers Gauthier DUPONT

9 3. Structure du SIG Système Intégré
MS Access - Edition - Requêtes - Rapports - Exports Word/Excel Dll (POO Delphi) - Importation - Prévision demande - Mailles - Projets - Technico-économique ArcGIS - Interface HM - Edition - Production cartes - Requêtes géo. - Appel Dll Fonds de Plan Images Photos Cartes Technique Géo. Géodatabase Gauthier DUPONT

10 3. SIG – Données consolidées
Liste des localités Référence administrative Population, ménages, concessions Electrifiées? si oui, comment? Infrastructures (Sanitaires, Socio-communautaires, Productives) Représentation géographique Un point = une dimension Innovation : Images Satellites  2 dimensions Réseaux HT et MT existants  Distance des localités au réseau MT existant Autoproducteurs Sources potentielles mini-hydro éolien Gauthier DUPONT

11 3. Exemple du SIG – Concessions du Sénégal
Gauthier DUPONT

12 3. Exemple du SIG – Interface Utilisateur
Gauthier DUPONT

13 3. Exemple du SIG – Carte du vent
Gauthier DUPONT

14 3. Exemple d’Intégration dans le SIG - Projet
Clique sur un projet  Fenêtre s’ouvre affichant les données et les résultats technico- économiques Gauthier DUPONT

15 4. Images Satellites PLE de Kaolack-Nioro et Fatick-Gossas
2 x 7 Images SPOT 5 5 m noir et blanc 10 m couleur Fusion et traitement Interprétation Villages Routes, Cours d’eau, Réserves, etc. Représentation géographique à 2 dimensions des localités = superficie Structure spatiale villageoise (groupée ou dispersée) longueur du réseau BT = fonction (population, superficie) Gauthier DUPONT

16 4. Exemple Image Satellite SPOT 5
Gauthier DUPONT

17 4. Interprétation Images Satellites
Gauthier DUPONT

18 Coût y compris l’interprétation des images (€/km² habité)
4. Images vs. Relevé Topo Coûts Images Satellites : 10 % du budget de l’Etude Durée (moins de 3 mois pour 1800 villages) Etude a démontré l’intérêt de cette nouvelle approche Méthode Résolution (m) Coût y compris l’interprétation des images (€/km² habité) Relevé Topo 0,01 - 1 Images satellites 0,6 - 10 Gauthier DUPONT

19 5. Source Optimales - Tarifs
Enquêtes Socio-économiques Objectif Etude PLE A rentabilité donnée Minimiser le tarif financier Tarif Moyen non Prévision de la Demande Tarif Financier = Tarif Moyen ± 15% STOP Adéquation entre le Tarif Moyen et le Tarif Financier ~0,35 €/kWh oui Sources optimales PLE Analyse Financière Tarif Financier Gauthier DUPONT

20 5.a. Diesel vs. Réseau MT – Paramètres
Coûts Equipements Réseaux BT : €/km - km/habitant Réseaux MT : €/km - poste MT de mesure - postes MT/BT Centrales diesel : €/kW = a  kW b Production Réseau MT : tarif MT €/kWh Centrales diesel : €/l fuel et lubrifiant Maintenance + Exploitation Renouvellement (durée de vie) + Extensions Subvention sur les investissements initiaux Taux d’actualisation et Période d’actualisation Tarif moyen  Prévision de la demande Gauthier DUPONT

21 5.a. Diesel – Limite Nombre d’Habitants
Coût actualisé Diesel Coût actualisé (€/kWh) Subvention 70% Tarif moyen 0,35 Population de la localité Gauthier DUPONT

22 = 5.a. Réseau MT – Limite MT Limite MT Tarif moyen
Longueur à laquelle coût actualisé = tarif moyen = Limite MT Coût actualisé (€/kWh) Coût actualisé Réseau MT pour une longueur MT donnée Tarif moyen Pop. donnée Longeur MT Population de la localité Gauthier DUPONT

23 5.a. Limite MT – une localité
Pas d‘extension MT Extension MT Longueur d´extension du réseau MT < Limite MT Gauthier DUPONT

24 5.a. Limite MT - Grappes Pas d‘extension MT Extension MT en Grappe
Longueur d´extension du réseau MT <  Limites MTi Gauthier DUPONT

25 5.a. Comparaison Diesel – Réseau MT
Longueur à laquelle coût actualisé MT = coût actualisé Diesel < Limite MT Coût actualisé (€/kWh) Coût actualisé Réseau MT pour une longueur MT donnée Tarif moyen Coût actualisé Diesel Pop. donnée Longeur MT Population de la localité Gauthier DUPONT

26 5.a. Diesel vs. Réseau MT – Résultats
AUTRE Ex. PV DIESEL Limite MT RESEAU MT Distance au réseau (km) coût actualisé MT = coût actualisé Diesel ~500 Population de la localité Gauthier DUPONT

27 5.a. Diesel vs. Réseau MT – Evolution
AUTRE DIESEL Distance au réseau (km) Une localité Aujourd’hui Réseau existant Dans 10 ans Extension du réseau MT dans la région RESEAU MT Population de la localité Gauthier DUPONT

28 5.a. Diesel vs Réseau MT – Exemple 1
Gauthier DUPONT

29 5.a. Diesel vs Réseau MT – Exemple 2
Gauthier DUPONT

30 5.a. Diesel vs Réseau MT – Subvention
Coût actualisé (€/kWh) Longueur du réseau MT du projet Diesel Réseau MT Longueur du réseau MT du projet Subvention (€) Diesel Réseau MT A coût actualisé égal, la solution Diesel nécessite une subvention bien plus petite Maximisation du nombre de nouveaux abonnés à subvention donnée favorise les solutions avec centrales Diesel par rapport aux extensions de réseaux MT Gauthier DUPONT

31 5.b. Biomasse – Huile de Pourghère Jatropha
Pourghère : Arbuste dont on tire de l’huile à partir des graines Huile = substitut du Diesel, mais plus agressif Taux d’utilisation de 25 à 50%  Baisse du coût actualisé de 5 à 10% Conditions de bon fonctionnement et de rentabilité Définir qualité de l’huile Moteur Peut fonctionner avec 50% d’huile Pas de réduction de sa durée de vie Pas de coûts supplémentaires de maintenance et exploitation Gain en gasoil : ~0,6 litre / habitant / % d’huile sur 10 ans habitants et taux d’utilisation de 50% 3 millions de litres de gasoil économisés 9000 tonnes CO2 Gauthier DUPONT

32 5.b. Systèmes Photovoltaïques Familiaux (SPF)
Irradiation moyenne journalière Wh/m²/jour 8 à 10 €/Wc Usage Eclairage et Audio-visuel Pas adapté aux charges productives Avantages Modularité Simple, fiable Facilement commercialisable Désavantages coût d’investissement initial important Energie limitée  Maîtrise de la consommation  Demande contrainte Batteries (durée de vie et entretien) Gauthier DUPONT

33 5.b. SPF vs. Raccordement BT
2 portées SPF 50 Wc extension et raccordement BT Coût actualisé (€/kWh) SPF 50 Wc 0,50 Tarif moyen 0,35 Longueur de l’extension BT (m) Gauthier DUPONT

34 5.b. Mini-Hydroélectricité
Conditions Localisation et données fiables sur long-terme Proximité des populations Désavantage Variabilité saisonnière  Energie non turbinée = Spilling Puissance 24 heures Puissance 24 heures Demande Demande Diesel Diesel Production hydraulique Spilling Production hydraulique Gauthier DUPONT

35 5.c. Eolien-Diesel – Taux de Pénétration
MWh/an Année Sans batteries Taux limité : 30% Electrification Rurale Demande croissante Pas de subvention après 3 ans Batteries Adaptabilité Energie non captée (Spilling) Production Diesel Demande Production Eolien MWh/an Année Avec batteries Taux élevé  250% MWh/an Année Avec batteries En 2 étapes Demande Production Diesel Demande Production Diesel Spilling Spilling Production Eolien Production Eolien Gauthier DUPONT

36 5.c. Systèmes Hybrides Eolien-Diesel
Durée de vie du système = 15 ans Potentiel éolien Données insuffisantes – Exemple au Mali Seule campagne de mesure : 41 m à Gao : 5,1 m/s Une autre en cours Faible 4,3 m/s à 30 m : 4000 localités 5,4 m/s à 30 m : 1000 localités 6 m/s à partir de m et rare  Exclu 1 – 2 €/kW + 40 % au moins + Batteries Gauthier DUPONT

37 5.c. Hybride Eolien-Diesel vs. Diesel /1
Avec batteries – Autonomie 1 jour Taux de pénétration = 30% Vitesse moyenne du vent = 5,6 m/s Gauthier DUPONT

38 5.c. Hybride Eolien-Diesel vs. Diesel /2
Avec batteries – Autonomie 2 jours Taux de pénétration = 250% Vitesse moyenne du vent = 5,6 m/s Gauthier DUPONT

39 5.c. Hybride Eolien-Diesel vs. Diesel /3
Sans batteries Taux de pénétration = 30% Vitesse moyenne du vent = 5,6 m/s Gauthier DUPONT

40 5.c. Hybride Eolien-Diesel vs. Diesel /4
HPNSWD (High penetration, no-storage wind-diesel) Sans batteries Taux de pénétration = 250% Vitesse moyenne du vent = 5,6 m/s Gauthier DUPONT

41 5.c. Hybride Eolien-Diesel vs. Diesel /5
HPNSWD (High penetration, no-storage wind-diesel) Sans batteries Taux de pénétration = 250% Vitesse moyenne du vent = 5,0 m/s Gauthier DUPONT

42 5.c. Systèmes Hybrides Eolien-PV-Diesel
Pas de complémentarité saisonnière Composante PV moins compétitives que Eolien Caractéristique PV Eolien Courverture du Mali 100% 40% (>4,4 m/s à 30 m) 10% (>5,3 m/s à 40 m) 2% (>5,3 m/s à 30 m) Facteur de Charge 10% 10-15% Investissement source 3 à 4 €/Wc 1 à 2 €/Wc Investissement total 7 à 8 €/Wc 3 à 6 €/Wc Batteries Avec Avec ou sans Gauthier DUPONT

43 6. Trois PLE au Sénégal Gauthier DUPONT

44 6. Dix PLE au Mali /1 Gauthier DUPONT

45 6. Dix PLE au Mali /2 Gauthier DUPONT

46 6. Dix PLE au Mali /3 Gauthier DUPONT

47 Plans Locaux d’Electrification Rurale
Merci ! Pour votre attention ! Gauthier DUPONT