EMES ENERGETIQUES INSULAIRES : GUADELOUPE - EDF Guadeloupe
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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 Page 3/10 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.
Direction des Systèmes Energétiques Insulaires Bilan Prévisionnel de l’Equilibre Offre/Demande d’Electricité – Saint-Barthélemy Page 4/10 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.
Direction des Systèmes Energétiques Insulaires Bilan Prévisionnel de l’Equilibre Offre/Demande d’Electricité – Saint-Barthélemy Page 5/10 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 %
Direction des Systèmes Energétiques Insulaires Bilan Prévisionnel de l’Equilibre Offre/Demande d’Electricité – Saint-Barthélemy Page 6/10 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.
Direction des Systèmes Energétiques Insulaires Bilan Prévisionnel de l’Equilibre Offre/Demande d’Electricité – Saint-Barthélemy Page 7/10 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 %
Direction des Systèmes Energétiques Insulaires Bilan Prévisionnel de l’Equilibre Offre/Demande d’Electricité – Saint-Barthélemy Page 8/10 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.
Direction des Systèmes Energétiques Insulaires Bilan Prévisionnel de l’Equilibre Offre/Demande d’Electricité – Saint-Barthélemy Page 9/10 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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