EMES ENERGETIQUES INSULAIRES : GUADELOUPE - EDF Guadeloupe

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EMES ENERGETIQUES INSULAIRES : GUADELOUPE - EDF Guadeloupe
EMES ENERGETIQUES INSULAIRES :
GUADELOUPE
BILAN PREVISIONNEL L’EQUILIBRE
EMES ENERGETIQUES INSULAIRES : GUADELOUPE - EDF Guadeloupe
SOMMAIRE

Préambule                                                                              3

1 L’impact du cyclone IRMA sur la demande s’est estompé                                4

     1.1 La demande                                                                    4
     1.1.1 Résultats 2018                                                              4
     1.1.2 Courbe de charge                                                            4
     1.1.3 Bilan sur les années passées                                                5

     1.2 La production existante                                                       6
     1.2.1 Moyens thermiques                                                           6
     1.2.2 Energies renouvelables                                                      6

2 Des scénarios prospectifs Azur et Emeraude basés sur des corps d’hypothèses
  contrastés et cohérents                                                     7

     2.1 L’évolution prévisionnelle de la consommation d'électricité                   7
     2.1.1 Part hors mobilité électrique                                               7
     2.1.2 Impact du développement de la mobilité électrique                           8
     2.1.3 Synthèse                                                                    8

     2.2 Le développement du parc de production                                        9

3 Des besoins de puissance pilotable à l’horizon 2024, qui doivent être engagés à court
  terme.                                                                                9

     3.1 Hypothèses principales                                                        9

     3.2 Résultats                                                                    10

     3.3 Conclusions                                                                  10
            OFFRE / DEMANDE D’ELECTRICITE
            Juillet 2013

                                                                       Jillet 2013
Direction des Systèmes Energétiques Insulaires
                              Bilan Prévisionnel de l’Equilibre Offre/Demande d’Electricité – Saint-Barthélemy
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Préambule

EDF réalise, en tant que gestionnaire de réseau dans les zones non interconnectées au réseau
métropolitain continental, un bilan prévisionnel de l’équilibre offre-demande d’électricité. Chaque
année, le bilan prévisionnel comprend une analyse de l'évolution de l'offre et de la demande
d'électricité et des besoins d'investissements en moyens de production nécessaires pour assurer la
sécurité de l'approvisionnement électrique sur un horizon d’au moins cinq ans.

Pour la troisième année consécutive, le bilan prévisionnel de Saint-Barthélemy est réalisé sur un
horizon de 15 ans, pour la période 2019 - 2033 avec une mise à jour des hypothèses de demande. En
effet, à la suite du cyclone Irma survenu en septembre 2017, les consommations ont été sensiblement
impactées et il est nécessaire de réajuster les hypothèses de reprise des consommations à l’aune des
mesures les plus récentes.

Afin d’explorer les futurs possibles, les analyses se basent sur deux scénarios, Azur et Emeraude,
dont les sous-jacents, cohérents et contrastés, sont détaillés dans la suite du document.
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   1     L’IMPACT DU CYCLONE IRMA SUR LA DEMANDE S’EST
         ESTOMPÉ

1.1 La demande
              1.1.1 Résultats 2018
L’énergie nette livrée au réseau s’est élevée à 101 GWh en 2018, en baisse de 6,0 % par rapport à
l’année précédente. Cette variation sensible est due au passage du cyclone Irma le 6 septembre 2017
qui a considérablement affecté le territoire et induit une rupture du niveau de consommation
électrique.
Pour autant, le premier semestre 2019 a confirmé la tendance observée fin 2018 d’une reprise nette
de la consommation.
Comme illustré ci-dessous, depuis le mois de mai 2019 la consommation est revenue au niveau de
celle observée ante-IRMA.

     Figure 1 : Evolution mensuelle de la consommation entre janvier 2018 et juin 2019 (orange), en comparaison à une
 consommation de référence (bleu), correspondant aux dix huit derniers mois de consommation avant le passage du cyclone
                                                IRMA en septembre 2017

La puissance de pointe maximale de consommation du réseau a atteint 16,6 MW en 2018 (moyenne
sur une heure).

              1.1.2 Courbe de charge
La demande de Saint-Barthélemy est assez peu saisonnalisée et, en comparaison à d’autres
systèmes, présente un écart assez faible entre les jours ouvrés et les week-ends. L’impact des
cyclones de septembre 2017 sur le niveau de demande est très visible en 2018, comme le montre la
figure ci-dessous.
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                                           Figure 2 : Structure de la demande

            1.1.3 Bilan sur les années passées
Les tableaux ci-dessous présentent l’évolution de l’énergie livrée au réseau et de la puissance de
pointe sur la période 2012 - 2018.

                                   Historique de consommation en énergie
               Energie livrée au
                                     2012       2013     2014      2015         2016    2017     2018
                   réseau
                 Energie nette
                                     99,2       101,6    103,6     111,4    117,3       107,1    100,7
                   (GWh)

                Croissance (%)                  2,4%     2,0%      7,5 %        5,3%   -8,6%     -6,0%

                                   Historique de consommation en pointe
                Puissance de
                                    2012      2013      2014      2015     2016        2017      2018
                   pointe

               Puissance (MW)       17,3       17,6     18,6      18,3      18,3       18,9      16,6

                Croissance (%)                1,7%      5,7%     -1,6%      0%         3.2 %    -12.2 %
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1.2 La production existante
            1.2.1 Moyens thermiques
La production thermique, entièrement gérée par EDF, est localisée sur la zone industrielle de Public.
Elle consiste en deux moteurs de 7,8 MW chacun mis en service fin 2013 et six moteurs de 3,1 MW
chacun mis en service entre 1988 et 1997 qui devront être déclassés à partir de l’horizon 2024 en
fonction de leur nombre d’heures de fonctionnement passé et à venir.
A date, il n’a pas été observé d’incidence des épisodes cycloniques de 2017 sur la durée de vie
prévisionnelle des installations de production thermique.

            1.2.2 Energies renouvelables
Saint-Barthélemy comptait, fin 2018, 24 kWc de panneaux photovoltaïques en revente totale
raccordés au réseau électrique.
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    2 DES SCÉNARIOS PROSPECTIFS AZUR ET EMERAUDE
      BASÉS SUR DES CORPS D’HYPOTHÈSES CONTRASTÉS ET
      COHÉRENTS
Afin d’explorer les futurs possibles, les analyses se basent sur deux scénarios, Azur et Emeraude,
dont les sous-jacents, cohérents et contrastés, sont présentés dans ce paragraphe. Ils correspondent
au corps d’hypothèses suivant, concernant la maitrise de la demande en énergie (MDE), le
développement des énergies renouvelables (EnR) et la mobilité électrique :

                                                         Evolution de la              Progression du
                           Parc de production
                                                         consommation               véhicule électrique

                               Parc connu et
          Azur                développement                    Forte                      Soutenue
                                  EnR +

                               Parc connu et           Faible en prenant en
        Emeraude              développement           compte les actions de           Très dynamique
                                  EnR ++                       MDE

                             Scénarios étudiés dans le Bilan Prévisionnel

La collectivité souhaite se doter d’une Programmation Pluriannuelle de l’Energie (PPE), portant les
ambitions de transition énergétique de l’île, à laquelle le système électrique contribuera fortement.

2.1 L’évolution prévisionnelle de la consommation d'électricité
             2.1.1 Part hors mobilité électrique
Au vu des historiques de consommation avant Irma, de la reprise de la consommation constatée au
début d’année 2019 et des projets structurants à venir, deux scénarios ont été construits :

        Pour le scénario « Azur », traduisant une forte demande, l’hypothèse est faite d’un
         rétablissement de la consommation au niveau de 2016 en 2019 puis une croissance
         différenciée par période de 5 ans :

                                      Croissance annuelle en                Croissance annuelle en
            Période
                                         Energie annuelle                    puissance à la pointe
          2020 - 2024                         +3%                                  + 0,8 %
          2025 - 2029                        + 1,5 %                               + 0,4 %
          2030 - 2033                        + 0,75 %                              + 0,2 %

        Pour le scénario « Emeraude », traduisant une demande plus faible et prenant en compte les
         effets des actions de maitrise de la demande en énergie, l’hypothèse est faite d’une
         croissance deux fois plus faible que pour le scénario « Azur » :

                                      Croissance annuelle en                Croissance annuelle en
            Période
                                         Energie annuelle                    puissance à la pointe
          2020 - 2024                        + 1,5 %                               + 0,4 %
          2025 - 2029                        + 0,75 %                              + 0,2 %
          2030 - 2033                       + 0,375 %                              + 0,1 %
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             2.1.2 Impact du développement de la mobilité électrique

En préambule, il est important de rappeler que sans dispositions ou précautions particulières et
compte tenu du facteur carbone du système électrique, la recharge des véhicules électriques sur le
réseau de distribution publique d’électricité conduirait immanquablement :
      à une augmentation de la consommation d’électricité dans l’île et des charges de service
        public de l’électricité (CSPE) ;
      à l’accentuation de la pointe sur le système électrique ;
      et à un bilan carbone négatif par rapport à celui de véhicules thermiques récents.

En tant que gestionnaire de réseau à Saint-Barthélemy, EDF émet un certain nombre de
préconisations allant dans le sens d’une recharge « vertueuse » limitant les appels de puissance sur
le réseau pendant les périodes plus contraintes, comme la pointe du soir où les marges sont moins
importantes.

Le développement du véhicule électrique a été simulé par deux scénarios :

       Pour le scénario « Azur » reflétant un développement soutenu du véhicule électrique : 25 %
        du parc en 2033 dont 100 % avec une recharge pilotée
       Pour le scénario « Emeraude » reflétant un développement très dynamique du véhicule
        électrique : 40 % du parc en 2033 dont 100 % avec une recharge pilotée

             2.1.3 Synthèse
Le tableau ci-dessous synthétise l’énergie et la pointe moyenne de ces profils sur l’horizon d’étude.
                Azur                 2019        2020         2021       2022        2023        2028       2033
Energie moyenne* (GWh)               118,2       122,2        127,1      132,0       137,0       150,4      157,9
Pointe moy. sur 1h (MW)               19,1        19,7         20,4       21,2        21,9        22,6       23,1

             Emeraude                2019        2020         2021       2022        2023        2028       2033
Energie moyenne* (GWh)               117,9       120,5        123,2      125,9       128,6       136,2      140,6
Pointe moy. sur 1h (MW)               19,1        19,5         19,9       20,4        20,8        21,4       21,9
* Les volumes indiqués correspondent à une consommation sur 365 jours. Ainsi, pour les années bissextiles il
convient de rajouter la consommation du 29 février.
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2.2 Le développement du parc de production

Des hypothèses de développement des énergies renouvelables (PV et Eolien) différenciées ont été
établies pour les scénarios Azur et Emeraude en s’appuyant sur les projets en cours de
développement pour les horizons court terme et en extrapolant les dynamiques pour les horizons plus
long terme. Ces dynamiques sont plus importantes si l’on se situe dans le scénario Emeraude.

Concernant l’évolution du parc de production de la centrale EDF SEI, la date de déclassement des
moteurs est estimée selon la fin de vie prévisionnelle des matériels basée principalement sur le
nombre d’heure de marche. Ainsi ont été considéré dans cette étude le déclassement de trois moteurs
en 2024 et des trois autres en 2029. Pour autant, cet échéancier pourra être adapté en fonction des
décisions prises sur le renouvellement des premières installations.

        Puissance (MW)               2019         2020        2021         2022        2023        2028       2033
                 Thermique           34,2         34,2        34,2         34,2        34,2        24,9       15,6
   Azur
             EnR non synchrones        0            0          0,5          1,5         2,5          5          7

                 Thermique            34,2        34,2        34,2         34,2        34,2         24,9      15,6
 Emeraude
             EnR non synchrones        0           0           2            4           14           18        20
                    Puissance installée au 1er janvier de chaque année dans les scénarios Azur et Emeraude.

Remarque : le parc d’énergies renouvelables non synchrones du scénario Azur est uniquement
constitué de production photovoltaïque, contrairement au scénario Emeraude qui combine de la
production photovoltaïque et éolienne.

    3 DES BESOINS DE PUISSANCE PILOTABLE A L’HORIZON
      2024, QUI DOIVENT ETRE ENGAGES A COURT TERME.

Pour modéliser l’équilibre offre-demande à moyen et long terme dans les ZNI, EDF utilise un outil
développé et maintenu par EDF R&D. L’outil a été conçu pour être utilisable sur des territoires aux mix
très différents, le cœur de calcul est donc développé sur la base de fonctions génériques et c’est le
paramétrage qui permet d’intégrer les spécificités de chaque parc de production.

Les analyses présentées ci-dessous visent à quantifier le besoin en puissance pilotable pour le
système jusqu’à horizon quinze ans. Elles ont été établies sur la base des hypothèses présentées
dans les paragraphes précédents.

3.1 Hypothèses principales
Le parc cible est dimensionné de manière à ce que la durée moyenne de défaillance liée à des
déséquilibres entre l’offre et la demande d’électricité soit inférieure à trois heures par an. Compte tenu
des caractéristiques du système électrique de Saint-Barthélemy, les nouveaux besoins en
investissement ont été déterminés par tranche de 5 MW.

Le dimensionnement en besoins en investissement est déterminé dans ce bilan prévisionnel en
considérant que les moyens de production développés sont pilotables. C'est-à-dire que la puissance
qu’il produit peut être fixée à tout moment à une valeur comprise entre une puissance minimale et une
puissance maximale, définies par les caractéristiques techniques du moyen de production. La
production pilotable fait référence aux sources d'énergie électrique qui peuvent, sur demande, être
mises en marche et arrêtées, ou dont la puissance peut être ajustée. Elle est à distinguer des sources
d'énergie intermittentes, dont la production ne peut pas être maîtrisée sans technologie de stockage
Direction des Systèmes Energétiques Insulaires
                                Bilan Prévisionnel de l’Equilibre Offre/Demande d’Electricité – Saint-Barthélemy
                                                                                                      Page 10/10

d'électricité. Pour répondre aux besoins de manière optimale d’un point de vue économique, un même
projet pourra répondre aux besoins répartis sur plusieurs années.

3.2 Résultats
Les résultats de simulation pour les scénarios de demande Emeraude et Azur sont donnés dans le
tableau suivant :

                2019        2020        2021         2022        2023         2024         2028         2033

   Azur                                 5 MW        5 MW         5 MW        15 MW        15 MW       25 MW

Emeraude                                                                      5 MW        5 MW        20 MW

                                   Besoin cumulé de puissance pilotable

3.3 Conclusions
Les études font apparaitre dans le scénario Azur, un manque de puissance de 5 MW dès 2021.
Cependant plusieurs solutions seraient de nature à effacer ou retarder ce besoin :
   - Renforcement à court terme des actions de MDE ;
   - Activation par le gestionnaire de réseau d’un portefeuille d’effacement de consommations
       significatives (hôtels en particulier).

Dans le scénario Azur, à l’horizon 2024, le déclassement de trois moteurs en fin de vie (9,3 MW) a
pour conséquence de porter le besoin cumulé de puissance pilotable à 15 MW.

La pression foncière sur le territoire conduira à localiser l’alimentation à puissance pilotable sur le site
de la centrale actuelle. Le renouvellement des moteurs se fera par substitution, impliquant l’arrêt des
anciens groupes avant de pouvoir mettre en service les nouveaux. De ce fait, la question de la
puissance disponible pendant les travaux se posera et pourrait être résolue par la mise en place
temporaire de groupes mobiles.
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