21 juillet 2008

Rapport sur les éoliennes


Je vous invite à consulter mon rapport sur les éoliennes, réalisé pour l'Institut Montaigne. Il est disponible à l'adresse suivante : http://www.institutmontaigne.org/medias/amicus_eolien-bd.pdf.

Bonne lecture.

5 commentaires:

Jean-Christophe a dit…

J'ai lu ton rapport que j'ai trouvé très intéressant, même si j'émets des réserves sur les chiffres que tu as utilisés, faute de pouvoir les vérifier par moi-même. Je partage également ton point de vue sur la plupart de tes propositions. Cependant j'ai quelques questions à te poser :

- Que penses-tu du fait que certains avancent qu'avec le budget prévu de 3 milliards d'euros pour l'implantation de l'epr à Flamanville, d'une puissance de 1.6 GW, on pourrait construire un parc éolien d'une puissance de 2.08 GW?

- Dans le coût du KW nucléaire, à combien est évalué le coût lié à une éventuelle catastrophe nucléaire? (au passage, as-tu des chiffres concernant le coût relatif à la fuite du Tricastin?)

- Si on équilibrait significativement les parcs selon les climats de vent, à partir de quelle puissance du parc total l'externalité négative due à l'intermittence de la source deviendrait-elle significative? Et si on coordonnait l'ensemble des parcs européens?

- Quelle alternative énergétique proposes-tu une fois que les ressources en uranium auront disparu? (je sais que ce n'est pas pour tout de suite, mais pensons à long terme)

Merci d'avance pour tes éléments de réponse.
JC

VLR a dit…

Désolé pour le retard,

Le coût de l'éolien est de l'ordre de 1300 €/kW installé (c'est sûrement plus en ce moment à cause de l'envolée des prix de l'acier), avec 3 milliards d'euros on a donc 2,3 GW d'éolien installé. Comme le facteur de charge d'une éolienne est de 25% en moyenne en France, cela revient à 575 MW de puissance réelle. De l'autre côté, l'EPR a un facteur de charge de l'ordre de 90%, soit une puissance réelle de 1 444 MW.

On n'évalue pas à ma connaissance le coût d'une "catastrophe nucléaire" dans le coût complet du nucléaire, en revanche on tient compte des coûts de démantèlement et de stockage des déchets radioactifs. Si on répercutait le coût de l'incident du Tricastin sur le coût de l'électricité je crains qu'il faille chercher la 6ème ou la 7ème décimale pour voir quelque chose. Les sommes en jeu ne sont pas du même ordre de grandeur. En plus c'est AREVA qui a eu un problème, pas EDF.

Les calculs de RTE sont fait dans l'hypothèse d'un développement éolien équilibré sur le territoire, pas sûr donc que l'éolien n'ait qu'un impact marginal sur les réserves jusqu'à 10 GW installé.

Les ressources en uranium sont loin d'être épuisées, ce qui devrait largement permettre de faire la jonction entre les réacteurs de génération 3 et ceux de génération 4. C'est comme pour le pétrole, à mesure que le prix du combustible augmente, les réserves augmentent également car il devient rentable d'exploiter des gisements jusque là pas assez rentables, le "peak uranium" se décale donc dans le temps. La pénurie d'uranium est donc un problème sur le long terme (100 ans) et comme le dit si bien Keynes : "A long terme on sera tous morts".

Romain a dit…

Bonjour,

J’ai lu avec intérêt plusieurs billets sur votre site et arrivé à la lecture du dernier publié concernant votre rapport sur les éoliennes, j’en arrive à vous poser une question qui fera peut être écho aux interrogations personnelles que vos écrits laissent percevoir : Peut on être à la fois un expert et un honnête homme (au sens généraliste et éclectique pour vous paraphraser) ?

Dans votre rapport, vous mettez sur le même plan les différentes sources d’énergies alors que finalement, les substitutions ne sont possibles que sur des sources d’énergies ayant des caractéristiques d’usages proches. Si on distingue deux grandes familles de formes d’énergies, au-delà de toute considération sur le carbone, il faut distinguer les énergies ayant une forte inertie (nucléaire vu les rendements visés pour une exploitation industrielle) des énergies plus souples (thermique, solaire, éolien, biomasse, hydraulique).
Pour prendre un exemple, c’est un peu comme si on imaginait un grand système mêlant toutes les formes de transports (route, voies navigables, rails, etc.) et que l’on reprochait à la voiture individuelle de couter au km plus cher que le train. Faut-il pour autant condamner cette forme de déplacement remplaçable par une densification du réseau de transport collectif et des systèmes de livraisons ?

Dès lors, un kilowatt éolien ne vient pas en remplacement d’un kilowatt issu du nucléaire (il viendrait alors baisser le rendement de l’ensemble comme vous le faites remarquer) mais bien d’un kilowatt thermique et hydraulique (inégalement répartie sur le territoire puisque cet argument je crois vous est cher). Or, que l’on parle d’énergie renouvelable ou décarbonée, on ne peut que s’en féliciter au vu de la vitesse de développement du thermique (même si je vous l’accorde les pollutions croissent moins vite avec les nouveaux équipements).
Si je voulais faire une analogie avec les contraintes de production, on pourrait parler des méthodes 6 sigmas. Plus le pourcentage de kw non carboné est grand plus le dernier kw non carbonée revient cher, mais il reste indispensable à l’objectif assigné au système complet.

Vous présentez les impacts de l’éolien sur le réseau électrique. N’étant pas soumis aux mêmes contraintes de concentration que le nucléaire, l’éolien et toutes les formes de production d’énergies décentralisées ne sont pas non plus soumises aux mêmes pertes liées à l’effet joule (transport et transformation). Un kilowatt éolien pourra avoir une valeur instantanée plus grande que les équations que vous alignez pour les gestionnaires du réseau en fonction de sa zone de production.

Vers la fin de votre rapport, vous plaidez pour un peu plus de sobriété énergétique. EDF propose depuis des années un double système pour contrôler à la fois la variabilité des niveaux de consommation et les aléas de production : les heures creuses et heures pleines d’une part et un système de boitiers Tempo qui comptabilisent des jours rouges (22/365), des jours blancs (41/365) et des jours bleus (301/365) chez l’abonné. L’information n’est transmise à l’abonné que 24h avant l’application du tarif. Une première forme de prise en compte de l’intermittence en somme.

Ces deux derniers points montrent que la production décentralisée (et encore plus avec les ouvertures de marchés) et les questions de dispatching restent des champs qui sont révolutionnés par la diversification des sources d’énergie. C’est vrai en France, mais ca l’est encore plus à l’étranger ou la part de nucléaire est bien moindre et ou les énergéticiens français ont de nombreuses filiales. Quelque soit le scénario, la France peut elle se priver de développer ces technologies (les compétences y existent) puis de les diffuser alors que son marché fortement régulé la dote d’un lieu d’expérimentation privilégié ?

La France semble s’être lancée dans un chemin ou elle pourrait être (à nouveau ?) en surcapacité énergétique de manière à exporter vers ses voisins une électricité d’origine nucléaire à un cout marginal et en parallèle à vendre ses technologies autour du monde dans l’attente de la quatrième génération. Ce choix n’est pas nécessairement condamnable en soit (notamment si la part transport dans l’utilisation de l’électricité venait à décoller à partir de 2011) mais ce faisant, le besoin en énergie « souple » ne pourra aller qu’en augmentant également.

La force du choix dans le développement du nucléaire militaire en France, de la recherche fondamentale et le rachat de la technologie Westinghouse par les dirigeants que vous citez dans un de vos billets fut de considérer que l’histoire n’était pas encore écrite et que de nouveaux usages, de nouveaux défis technologiques et un besoin de compétitivité globale ne se résumait pas à un % de facture des abonnés représentant une fraction de sa production. La captation de ces sommes est une source d’investissement contrairement à d’autres postes de dépense des ménages qui ont particulièrement augmenté ces dix dernières années comme le l’immobilier, le fioul, l’essence ou le gaz.

Mettrez vous autant de vigueur pour glorifier un consensus sur le nucléaire réalisé il y a 50 ans (et dont le cout complet est nécessairement secret défense) que pour identifier dès aujourd’hui des nouveaux relais d’une croissance qui viserait à répondre à une soif énergétique mondiale?
Nous avons à nous réinventer, à accompagner un changement de paradigme dont les données seront plus complexes encore que celles de nos ainés.

La partie d’échec sur ce thème est en train de se jouer. Mais ce n’est pas parce qu’on aime la stratégie et les échecs que l’on doit se substituer à la dame, au pion ou au fou. L’honnête homme doit rester un observateur humble devant les évolutions historiques dans lesquels il y a nécessairement une part de logique et une part de flou.

Damien a dit…

Bonjour,

Les dernières données du marché sopt de l'uranium (source DGEMP) devrait conduire à revoir le coût de production du nucléaire. En effet, le prix a été multiplié par 10 en deux ans. Qu'en pensez-vous

Lodi a dit…

A Romain
Bonjour,

Je pense que le concept d'énergie à inertie lourde et à inertie souple mérite tout à fait d'être précisé. Vous semblez faire ici référence à la flexibilité offerte au gestionnaire du réseau par les différentes technologies.
Pour reprendre votre analogie routière, les éoliennes sont plus des bus que des voitures qui ne s’arrêteraient qu’à certains endroits, à certains moments, ces deux données changeant tous les jours.
Je suis tout à fait d’accord pour dire qu’une centrale nucléaire est peu flexible, les temps de démarrage et d’arrêts sont très longs. Cependant, il faut noter que ce qui fait l’exception française, et qui reste assez méconnu, est de faire fonctionner le parc nucléaires en semi-base. Concrètement, tous les jours, EDF fait monter en puissance et descendre en puissance des réacteurs nucléaires. L’optimisation de cette gestion est ce qui fait d’EDF l’acteur mondial le plus performant dans ce domaine. Aucun autre pays, mis à part peut être le Japon, n’a abouti à une telle sophistication dans la gestion d’un parc nucléaire. Cette exception s’explique par une gestion de production et de sécurité extrêmement fine des centrales nucléaires. C’est pour cette raison que parmi les meilleurs ingénieurs de France, beaucoup travaillent dans ce domaine.
Ainsi, même si en effet une centrale nucléaire seule est d’une inertie importante, l’exploitation d’un parc de production nucléaire peut offrir une certaine souplesse.

L’hydraulique (hors fil de l’eau) est le moyen à inertie souple par excellence, certaines machines thermiques notamment à pétrole et à gaz y contribuent de même. A noter qu'avec leurs 12h de démarrage, les centrales à charbon se révèlent totalement incapables d’assurer individuellement de la souplesse pour le réseau.

Quant à l’éolien, je ne comprends pas bien quel est le critère qui vous permet d'inclure cette énergie dans les énergies souples. On ne peut gérer l'éolien comme on gère l'hydraulique car il n'y a pas de réserve de vent, ce n'est donc pas une source d'électricité que l'on peut valoriser comme une capacité de réserve. Il serait d'ailleurs intéressant que quelques uns se risquent à le justifier économiquement.
Je vous propose mon analyse.
Une éolienne seule autant qu’un parc d’éoliennes est incapable d’assurer de la flexibilité sur le réseau pour la simple raison qu’on ne décide pas du fonctionnement des éoliennes mais on le prévoit. De là en découle le problème de la prévisibilité journalière de la production éolienne que les gestionnaires réseau s’attelle à juguler.
L'énergie éolienne est une énergie que l'on ne peut pas gouverner, on ne peut donc pas profiter de sa souplesse pour équilibrer le réseau. Pour le gestionnaire, la production du parc éolien est donc une donnée d’entrée au même titre que la demande électrique et non une variable sur laquelle il peut jouer.
Il faut donc reconsidérer votre classification en énergie à gestion flexible et en énergie à gestion non flexible dont ferait partie l'éolien et le nucléaire. Cette question est celle qui a fait débat au cours des dernières années au sein du corps scientifique universitaire.

Je pense que la principale erreur de ce rapport n’est pas de fond mais plus de communication. Le sérieux de l’étude me parait incontestable mais, il me semble très ambitieux de tenter de chiffrer le coût de la construction des éoliennes en France quand si peu d’hypothèses très contestées peuvent changer le résultat de façon importante. Je suis tout à fait d’accord avec les hypothèses qui y sont faites, mais les justifier reste extrêmement difficile.
Autant essayer de prouver la rentabilité de la construction d’une route départementale en Creuse !

En revanche, sur le plan purement technique et technologique, il n’y a pas de débat possible. Le nucléaire, autant que le solaire, sont des énergies qui ont un potentiel d’évolution et donc d’amélioration technologique. L’éolien n’a aucun avenir technologique tout comme l’hydraulique en son temps. A la différence de cette dernière, l’éolien est cependant une contrainte dans la gestion du réseau.
Il est d’ailleurs intéressant de noter ici que les seuls paramètres qui sont maintenant susceptibles d’améliorer le rendement éolien sont l’implantation pour avoir un vent constant et la taille des éoliennes pour faire des économies de construction. Ce sont les deux critères qui poussent actuellement au développement de l’éolien offshore.
Sans amélioration technologique, le prix fixé par les instances politiques pour le rachat de l’électricité éolienne est donc un prix qui variera peu dans les prochaines années. Certes, elle deviendra un jour ou l’autre moins chère que le thermique à flamme (gaz, pétrole et charbon) mais elle restera plus chère à produire que le nucléaire, pour des caractéristiques d’exploitation comparables. Le prix du minerai nucléaire est en effet amené à rester limité pour l'instant. En cas de hausse vertigineuse, des solutions sont envisageables pour extraire du minerai à partir d'autres sources ou pour utiliser d'autres minerais (thorium).
Toutes ces solutions ont été envisagées dès les année 60-70 et la conception d'une filière intégrée du nucléaire. C'est cette cohérence qui a poussé les politiques à investir à ce moment là.

Sur le plan politique, toute décision sur le long terme (>20 ans) peut être justifiée par une approche économique plus ou moins contestable. La décision qui me parait la moins contestable est une approche technique et industrielle. A cette fin, je vous invite à discuter avec des anciens d’EDF qui expliquent la décision du développement de l’éolien comme un « deal politique » avec les instances françaises visant à lâcher un peu de lest aux écologistes antinucléaires.
Depuis cette décision régalienne, beaucoup cherchent à déresponsabiliser le politique en justifiant cette décision économiquement. Aucun cependant ne s’y risque techniquement.

Sur les autres points que vous abordez, :
 Coût de connexion au réseau et dimensionnement de celui-ci : je ne suis absolument pas convaincu que ce soit une part importante du débat (cf coût de la connexion au réseau pour des éoliennes offshore)
 Gestion de la demande (boitiers électriques) : le principe est simple, la demande infra-journalière doit s’adapter aux caractéristiques de moyens de production et non plus l’inverse. De nombreuses initiatives ont lieu en France (cf Voltalis) pour développer cet outil pour la pointe pour l’instant. On ne parle pas encore de la gestion de l’intermittence hors pointe. Un développement important de l’éolien justifiera certainement de généraliser cette contrainte à nos administrés..

Pour finir, la croissance issue de l’industrie à laquelle vous faites mention est une affaire de développement et d’optimisation de technologies issues de la recherche. L’industrie éolienne y a participé car elle est la lente maturation de plusieurs outils industriels (électronique de puissance et design des turbines) mais est actuellement extrêmement mature. Il me semble donc difficile d'y voir un relais de croissance crédible pour l’avenir.

PS : Félicitations pour votre style.