Les renouvelables intermittents ne peuvent transformer favorablement le réseau électrique


Par Gail Tverberg

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Traduction Scaletrans

Beaucoup de gens espèrent que le vent et les panneaux PV vont transformer positivement le réseau électrique ? Est-ce vraiment possible ? Est-il vraiment possible que des renouvelables intermittents puissent générer une grande partie de la production électrique. De plus en plus, la réponse apparaît être la suivante : “Non, les coûts sont trop élevés et le retour sur investissement risque d’être trop bas.” Nous rencontrons déjà des problèmes de réseau majeurs, même avec une faible proportion d’électricité renouvelable intermittente : US, 5.4% de l’électricité consommée en 2015 ; Chine, 3.9% ; Allemagne, 19.5% ; Australie, 6.6%.

En fait, je suis parvenue à la conclusion ahurissante que même si les éoliennes et les panneaux PV pouvaient être produits pour rien, cela n’aurait pas de sens de les ajouter au réseau électrique en l’absence de systèmes de stockage bien meilleurs et bien moins chers qu’actuellement.

Il existe trop de coûts autres que ceux de la construction des systèmes eux-mêmes. Ce sont ces coûts secondaires qui posent problème. De plus, la présence d’électricité intermittente perturbe les prix du marché, conduisant à des prix bien trop bas pour les autres fournisseurs de courant, y compris ceux qui fournissent du courant d’origine nucléaire ou provenant du gaz naturel. La petite contribution du vent et du solaire au réseau électrique ne peut compenser la perte de sources de courant plus traditionnelles en raison des prix bas.

Des dirigeants du monde entier ont demandé que leurs pays passent aux énergies renouvelables, sans jamais avoir examiné de près les coûts et bénéfices probables. Quelques calculs simples ont été faits, comme “Life-Cycle Assessment” et “Energy Returned on Energy Invested.” Ces calculs oublient le fait que l’énergie intermittente retournée est de bien moindre qualité que ce que nécessite le fonctionnement du réseau électrique. Ils oublient également que le calendrier et le coût du capital sont très importants, de même que l’impact du prix d’autres produits énergétiques. C’est un autre exemple de base d’un problème que j’ai décrit auparavant, Les modèles d’énergie-économie trop simples donnent des réponses trompeuses.

Jetons un coup d’œil aux problèmes que nous rencontrons lorsque nous tentons d’ajouter de l’énergie renouvelable intermittente au réseau électrique.

Problème 1.

La gestion du réseau devient problématique a des niveaux de pénétration d’électricité intermittente faibles.

D’après les données EIA, en 2015, le vent et le solaire ont représenté seulement 12.2% du total de l’électricité consommée à Hawaï. Même à ce faible niveau, Hawaï rencontre des problèmes de réseau suffisamment sérieux pour qu’il ait été nécessaire d’arrêter le décompte net (donnant crédit aux propriétaires privés pour le prix de détail d’électricité lorsque celle-ci est vendue au réseau), et de suspendre les subventions.

Figure 1. Production d’électricité à Hawaï, d’après les données EIA. Other Disp. est le total des diverses autres sources d’électricité non intermittente, y compris la géothermie et la biomasse.

Hawaï est un archipel, donc il ne peut importer d’électricité d’ailleurs. C’est ce que j’entends par “Génération = Consommation.” Il y a bien sûr de la perte en ligne avec toute génération électrique, donc, génération et consommation diffèrent légèrement en fait.

La situation en Californie n’est pas si différente. La principale différence est que la Californie peut importer de l’électricité non intermittente (appelée aussi “disponible”) d’ailleurs. C’est en réalité le ratio d’électricité intermittente par rapport au total qui est important quand il s’agit d’équilibrage. La Californie fait face à des problèmes de réseau à un niveau de pénétration d’électricité intermittente (vent + panneau solaire) similaire à Hawaï – environ 12,3% d’électricité consommée en 2015, pour 12,2% à Hawaï.

Figure 2. Consommation d’électricité de Californie, données EIA. Other Disp. est la somme des autres sources non intermittentes, y compris la géothermie et la biomasse brûlée pour la génération électrique.

Et avec une production de production éolienne et solaire en augmentation, la Californie est de plus en plus dépendante des importations d’électricité non intermittente d’autres états.

Problème 2.

Le “plafond” apparent à 10 à 15% du total de la consommation électrique est lié à des limites de réserves opérationnelles.

Les réseaux électriques sont dotés de “réserves opérationnelles” permettant de maintenir leur stabilité, même si une grosse unité, comme une centrale nucléaire, se déconnecte. Ces réserves opérationnelles prennent habituellement en charge les fluctuations de 10 à 15% de l’approvisionnement électrique (NdT : En France, elle est de 5GW soit 5% de la production lors des pointes de consommation).

Si un réglage supplémentaire est nécessaire, il est possible de déconnecter certaines installations commerciales, sur la base d’accords offrant des tarifs plus bas en échange d’interruptions possibles. Il est aussi possible pour certaines centrales, particulièrement les “unités de pointe”, de faire varier rapidement la production en hausse ou en baisse. Les centrales au gaz naturel à cycle combiné ont également une réponse raisonnablement rapide.

En théorie, on peut modifier le système pour le rendre plus souple. Par exemple on peut ajouter plus de transport longue distance de façon à distribuer l’électricité sur une plus grande zone. De cette façon, la réserve opérationnelle de 10-15% s’applique plus largement. Une autre approche est d’ajouter du stockage d’énergie de façon à ce que l’électricité en excès puisse être disponible plus tard selon la demande. Une troisième approche est de faire appel à un “réseau intelligent” pour faire des changements comme déconnecter tous les climatiseurs et les ballons d’eau chaude lorsque l’approvisionnement électrique est insuffisant. Tous ces changements prennent du temps à installer et sont coûteux par rapport au montant d’électricité intermittente qu’ils permettent d’ajouter.

Problème 3.

Lorsqu’il n’y a pas de solution alternative pour l’électricité intermittente en trop, elle doit être limitée, c’est-à-dire jetée plutôt qu’ajoutée au réseau.

La surproduction ne pouvant être absorbée par le réseau fut un problème important au Texas en 2009, ce qui fait qu’il a fallu réduire environ 17% l’énergie éolienne. A cette époque, l’énergie éolienne représentait environ 5% de la consommation électrique totale du Texas. Le problème a été majoritairement résolu avec une série d’améliorations du réseau permettant à l’énergie éolienne de mieux s’écouler entre l’ouest et l’est du Texas.

Figure 3. Génération nette d’électricité d’après les données EIA. Le réseau du Texas est isolé, donc il n’y a pas d’exportation ou d’importation d’électricité.

En 2015, l’électricité intermittente totale du vent et du soleil au Texas se monte à seulement 10,1%. Le soleil n’a jamais été assez important pour apparaître sur le graphe – seulement 0,1% de la consommation en 2015. C’est seulement maintenant que le montant total d’électricité intermittente consommée atteint la limite plausible de 10 – 15% des réserves opérationnelles. Donc, il atteint les limites de l’électricité intermittente après Hawaï et la Californie

Le modèle de la compagnie qui supervise le réseau électrique de Californie prévoit que la limitation d’électricité dans cet état sera significative en 2024 si le Renewable Portfolio Standard (RPS) de 40% est suivi, et si rien n’est fait pour solutionner le problème.


179 réponses à “Les renouvelables intermittents ne peuvent transformer favorablement le réseau électrique”

  1. Nicias (#149),

    Votre remarque n’est pas justifiée entre, par ex, l’Allemagne et la France.
    Ma phrase sur les coûts de main d’oeuvre était relative au fait que les coûts très bas de centrales PV qu’on prend en exemple partout ne s’appliquent pas à nos pays car 50% des coûts sont des services, de la main d’oeuvre et de la petite fourniture locale. Ils s’appliquent évidemment au Qatar et dans certains pas d’Amérique du sud avec une main d’oeuvre « très low cost », pour ne pas dire d’esclaves dans certains cas.

  2. jipebe29 (#153),
    Quoi de neuf?
    Les ENR coûtent plus cher que les fossiles; elles ne feront jamais marcher nos industries ; l’influence de ces derniers sur les climats , c’est peanuts et une mode ; l’avenir, quand les fossiles seront trop chers c’est le nucléaire ; laissons ces énergies se concurrencer LIBREMENT

  3. the fritz le testut (#155),

    laissons ces énergies se concurrencer LIBREMENT

    Ca va saigner.
    Imaginez qu’un politicard élu décide de revenir sur les « lois de transitions énergétiques » (lois qui n’ont jamais été débattues ni introduites dans des programmes autrement que comme des évidences morales et des « mesures techniques »)…
    Toute la filière renouvelab’ se casse alors la figure en beauté.
    La libre concurrence entre les moyens de production d’électricité c’est la mort de l’éolien et du photovoltaïque.

  4. jipebe29 (#153),
    A mon avis, il manque dans cet article un point important: les financements détournés vers ces éoliennes inadaptées à une génération stable d’électricité bénéficient d’une très grasse rémunération (*), ce qui du coup rend inintéressant tout investissement dans les activités traditionnelles (industrie, logement, agriculture …) et ne peut que renforcer la crise que nous traversons !

    Note: Dans la mesure où le projet est réalisé par des « professionnels » sur des sites soigneusement choisis, ce qui n’empêchent pas les gogos écoresponsables de se faire plumer en investissant dans des projets mal situés, réalisés par des incompétents ou des truands (ou les 2).

    Comme le dit la CRE:

    Des situations très diverses existent de ce point de vue, qui peuvent conduire, pour les parcs bénéficiant des meilleures conditions de vent, à des rentabilités très supérieures voire excessives au regard du CMPC de référence.[NdT: Coût moyen pondéré du capital de référence évalué par la CRE à 5% après impôts – rien à voir avec le taux du livret A]

  5. papijo (#157),
    Je suis bien d’accord : les promoteurs profitent du gras fromage financier offert par nos dirigeants idéologues et incompétents. Mais je n’avais pas voulu en parler dans mon article, pour rester neutre et mettre en avant tout ce qui fait que les EnRi sont une absurdité technico-économique.

  6. Huet, comme Jancovici, Hansen et autres enragés catastrophistes climatiques, logiquement forcés d’être pro-nucléaires, au grand dam des nombreux benêts verts qui constituent leurs fans.
    So funny.

  7. tsih (#161),
    Hansen, je sais pas, mais Huet et Janco ont toujours été pro-nuke. Nhulot aussi était pro-nuke, c’est d’ailleurs ça qui l’avait planté vis à vis de l’électorat vert en 2012 qui lui avait préféré Efa Choly. Mwouarf.

  8. Nous avons nos autoroutes solaires, mais d’autres ne font pas mieux. Le site « Stop These Things » expose quelques-uns des projets écolos (donc foireux) imaginés par les britanniques, dont par exemple cette magnifique hydrolienne (investissement: 18 M€, dont 8 à la charge de l’UE)
    qui n’aura tourné que 3 mois … (L’affaire serait à vendre, si vous êtes intéressé, Ségo pourra certainement faire quelque chose pour vous !)

  9. Murps (#156), non on ne peut pas aller jusque là…le photovoltaique vivra sa vie et l’eolien aussi…. remarquables technologies en tant que telles mais . descendantes directes sous leur forme moderne des énergies fossiles!!! filles du diable c’est quand même un peu le diabolique quelque part…sauf en utopia…
    et pour le moment payées et construites avec du fossile…permettant au mieux d’en éviter un peu la consommation plus tard…vous avez dit hypocrisie?

  10. papijo (#164), Dites papijo, ce document de 238 pages dont vous postez le lien discrètement et l’air de rien, c’est de la bombe !
    Les élus devraient en prendre connaissance avant de prendre des décisions qui engagent le porte-monnaie de leurs administrés.
    Dés que j’ai le temps, je le lis de A à Z plutôt qu’en diagonale, cela mériterait d’ailleurs un petit article résumé avec un tableau récapitulatif de cette Bérézina des digesteurs.
    Une question me taraude : est-ce qu’il y a des projets qui « marchent » ???

  11. Murps (#167),

    Pour les gens travaillant dans le domaine des déchets, c’est un secret de Polichinelle. Je dois dire que en France, l’administration est plutôt raisonnable et ne pousse pas trop pour cela, sauf situation favorable (par exemple une ferme près d’une usine agroalimentaire…)
    En Allemagne c’est de la folie. Et ça a des répercussions sur le problème agricole européen. Certains fermiers allemands sont devenus avant tout des producteurs de gaz et d’électricité bien rémunérés. Les productions fermières sont devenues collatérales, ce qui leur permet de faire des prix très bas.

  12. Murps (#167),

    Une question me taraude : est-ce qu’il y a des projets qui « marchent » ???

    Là, je vous renvoie directement aux tableaux des pages 234 et 235 du document. Aucun des projets cités n’a donné vraiment satisfaction. Pollution par des odeurs, le bruit et des mouches, incendies, destructions, dépassement des budgets, et j’en passe.

  13. Cdt Michel e.r. (#169),

    Le tri mécano biologique suivi du compostage cela a de gros ennuis. Les élus, poussés par les grosses compagnie du déchet, s’obstinent car chacun y a un intérêt: se débarrasser du problème de tri pour les uns, faire du chiffre d’affaire pour les autres.
    La méthanisation c’est autre chose. Cela marche à condition de faire des appoints importants en matières adaptées, c’est à dire du maïs …car les déchets, même de ferme, n’ont pas un pouvoir de méthanisation suffisant.

  14. volauvent (#170),

    Les élus, poussés par les grosses compagnie du déchet, s’obstinent car chacun y a un intérêt: se débarrasser du problème de tri pour les uns, faire du chiffre d’affaire pour les autres.

    Ce n’est absolument pas mon expérience. Le coupable, c’est d’abord l’ADEME et les services environnement des préfectures qui ont assuré la promotion et largement subventionné ce type de traitement (avec l’aval bien sûr des écolos de tout poil) pour « couler » l’incinération et « protéger* » la filière.
    La première unité de ce type a été installée à Amiens par une société de « bricolage vert » dénommée Valorga et a été une foirade magistrale. Les élus ont tout fait bien sûr pour cacher leurs erreurs et ont continué à essayer de faire fonctionner tant bien que mal l’usine et à la transformer pour essayer de l’améliorer.
    Les grosses entreprises du déchet (et donc de l’eau) au courant des déboires de la filière se sont tenues prudemment à l’écart, avec soit des propositions à des prix dissuasifs (mais « réalistes ») soit quand l’usine était construite par la collectivité, par des clauses du contrat liées à un fonctionnement « nominal » de l’usine. Dans tous les cas, si l’usine ne fonctionne pas les déchets finissent en décharge, et là, les marges sont « conséquentes » !
    (*): Exemples de mesures de « protection » de la filière:
    – Une fosse d’ordures d’une usine d’incinération, bien que sous surveillance humaine 24 h sur 24, doit être équipée de tout un tas de systèmes anti-incendie, pour une usine de méthanisation, ce n’est pas nécessaire (voyez dans la liste le nombre d’usines qui ont brûlé)
    – Une usine d’incinération vend uniquement sa production « nette » à un tarif proche de celui du marché. Une usine de méthanisation a une production nette négative … pas grave, elle vend grassement sa production « brute » et achète à EDF sa consommation au tarif « normal » !
    – Une usine d’incinération met tous ses résidus en décharge, une usine de méthanisation a le droit de mettre sa production de « compost » dans les champs avec des tolérances sur la qualité très favorables (par exemple, 1% de plastique autorisé dans le compost, soit pour une tonne MS (environ 1,2 m3) 10 kg de plastiques: je vous laisse calculer la surface de film plastique) …

  15. papijo (#171),
    Un petit complément à propos de ces usines de méthanisation ou de compostage des déchets ménagers. Dans le compost, il n’y a pas seulement aussi des films plastiques. Le compost est tamisé à la maille de 10 mm en général, et donc tout objet de diamètre inférieur peut se retrouver dedans. Ce qui apparaît en premier quand on regarde un tas de compost, c’est donc les cotons tiges car blancs sur un fond noirâtre (et dans une moindre mesure les stylos Bic), et justement, B Beauzamy en parle dans cette lettre de la SCM (page 2), il faut lui dire que le coupable, c’est les écolos quand ils tiennent absolument à retourner nos déchets à la mère Nature !

  16. papijo (#171),

    j’ai aussi une expérience sur le sujet, probablement moins que vous,ou pas la même. Je crois qu’on est d’accord pour dire que le TMB ne marche pas mais il m’avait semblé qu’il était poussé par quelques grosses entreprises…peut être pas toutes.
    Et l’administration me semblait plutôt divisée sur le sujet, avec des réticences ( y compris dans l’ADEME) et des promoteurs, à tel point que cela a fait un combat au niveau européen sur les normes du compost.
    Evidemment, politiquement, l’ADEME n’a pas pu s’opposer aux volontés d’élus puissants…et cela a effectivement conduit à des catastrophes.

    Et je suis d’accord avec vous, la décharge, ça gagne….

    Je connais assez bien (de l’extérieur) le business du déchet, c’est un milieu assez « compliqué ». Et je trouve,pour une fois, que l’ADEME y est plus raisonnable que dans d’autres domaines (je parle au niveau du terrain, les Directions, c’est autre chose, c’est de la politique.)

    Mais si vous voulez qu’on échange là dessus, on peut le faire par mail.

  17. Murps (#167), ça dépend de ce qu’on appelle marcher…si il s’agit de se donner une image de personne qui fait un truc pour sauver la planète , si il s’agit de promouvoir des emplois sur fond public..ça marche bien. T’as vu les emplois à la déchetterie?

    C’est un grand succès en terme de communication politique.

    Il ne faut pas chercher à comprendre , quand vous aurez démontré que c’est plus cher…que ça n’évite pas d’émissions de CO2, ou jusque constaté que plus on évite le gaspillage moins on a de pognon , on vous sortira des arguments imparables car inquantifiables du genre mais un arbre n’a pas de prix…il faut sauver les singes ou .les tortues qui avalent des sacs plastiques..les zones humides, les loups…les ours…puis la ruralité, les petits commerces, les paysans …

    A titre personnel , l’experience que j’ai de l’ademe est politique, les élus citent l’ademe comme une source « scienitifique » et allez critiquer ça dans une réunion publique…

  18. Au fait..wikipedia certes mais ça en dit long…

    La mission de l’ADEME est de susciter, animer, coordonner, faciliter ou réaliser des opérations ayant pour objet la protection de l’environnement et la maîtrise de l’énergie. Elle représente un budget annuel de 690 millions d’euros pour un effectif salarié de 963 équivalents temps-plein.

    ayant pour objet…. en somme si l’ademe sucite des activités qui dégradent l’environnement mais avec de bonnes intentions pas de problème.

    sur le site de l’ademe.. http://www.ademe.fr/connaitre/…..ons-lademe je n’ai pas cherché sur le journal officiel… c’est imb…uvable..jargon croissance verte société sobre etc etc…

  19. et j’encourage VRAIMENT à consulter les définitions qu’on peut trouver de tous les « concepts » sur lesquels reposent les débats…la condition sine qua non d’un bon débat écologique est qu’on y comprenne rien …
    ah la transition énergetique…
    https://fr.wikipedia.org/wiki/Transition_énergétique je sais encore que c’est wikipédia…mais je trouve cela

    j’adore lintroduction … la transition qui prévoit…j’adore l’absence totale d’allusion au cout…formidable…vous remarquez aussi qu’il n’y pas d’explication qui donnent les raisons pour basculer vers les renouvelables ( peut être un peu vers la fin de l’intro)sinon qu’il ne faille pas utiliser de fossiles parce que vous comprenez elle s ne sont pas renouvelables est épuisables (? des fois que des gens en utiliseraient quand il n’y a en a plus ça serait affreux)…pas d’allusion au changement climatique….
    j’adore les enjeux

    Les enjeux (croisés) sont notamment :
    passer à un système énergétique plus sûr en termes de risque industriel et nucléaire ;
    évoluer vers un système énergétique moins centralisé (passant par un abandon progressif de l’énergie nucléaire4,5) et à différentes échelles spatiales d’aménagement : architecturale, urbaine et paysagère6 ;
    évoluer vers une moindre consommation d’énergie (efficacité, efficience énergétique), ce qui devrait aussi
    diminuer les tensions géopolitiques induites par les inégalités d’accès à l’énergie et par une moindre disponibilité des énergies par personne7, en tendant à l’indépendance énergétique pour tous ;
    Protéger le climat et la santé publique.
    Assurer des emplois plus locaux, mieux répartis et moins délocalisables (dans le cas du Scénario NégaWatt) par exemple8).

    et si certains enjeux sont en contradiction ou curieusement redondants ou circulaires pas grave..
    c’est de ça de quoi qu’on cause…. ne parlez pas de sous…pas dans la liste….

    alors d’accord…la méthanisation pose des problèmes…mais compte tenu des enjeux de la transition energetique qui nous est imposée par gaia…
    pEUT ËTRE DEVRAIT on demander une matrice de normaisation des enjeux , histoire de savoir décider quoi faire si un truc consomme moins de fossile tout en diminuant les emplois locaux…l’outil de normalisation habituel…le coût n’etant plus jugé assez transitoirement pertinent..

  20. volauvent (#173),
    Pas d’objection bien sûr à échanger, il m’arrive parfois d’ouvrir mes mails … et même d’y répondre. Juste une chose, mon expérience dans ce milieu s’est arrêtée à mon départ en retraite en 2009, mais j’ai encore quelques souvenirs !
    Pour ce qui est des grosses entreprises, il y a effectivement Vinci qui s’est lancé dans la construction de ces usines, et a collecté une belle série de gamelles, j’ai du mal à voir dans quel but, si ce n’est pour satisfaire quelques élus (à mon avis, Eiffage s’en est sorti pour bien moins cher dans l’affaire DSK), et évidemment URBASER (géant du BTP espagnol) qui a repris Valorga après une de ses faillites. Par contre les « grands » du monde du déchets n’ont pas mis de billes dans l’affaire, ce qui ne les empêche pas de se placer pour récupérer les retombées de la défaillance de ces filières.

  21. papijo (#178),

    Oui, dans mon post, je pensais aux équipementiers, et en particulier un espagnol, effectivement sad et pas aux opérateurs.

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