1 Que peuvent proposer les planificateurs pour prévenir la pénurie d’électricité ? Par Jacques...

ECUBE 07.11.2014 Pénurie électricité 1

Que peuvent proposer les planificateurspour prévenir la pénurie d’électricité ?

Par Jacques Audergon, ing dipl EPFL/SIA

Environnement.chAudergon Jacques, ingénieur-conseil EPFL/SIALes Planchettes 28, 1731 Ependes


Quels sont les risques de pénurie d’électricité

Quelles sont les mesures planifiées en général pour prévenir cette pénurie ?

Que peuvent proposer les planificateurs pour atténuer les effets d’une pénurie ?

Que peuvent faire les planificateur


Risques de pénurie d’électricité

1. Quels sont les risques de pénurie d’électricité ?



Coupure d’électricité à large échellefait suite à un problème technique

Offre inférieure à la demandefait suite à un manque d’électricité

Notions de base

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Un exemple de blackout important

4 novembre 2006, blackout sur une partie de l’EuropeLa Suisse est épargnée. 15 millions d’habitants touchés

Quelques exemples !


ECUBE 07.11.2014 Pénurie électricité

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Quelques pannes importantes en SuisseEn Suisse, en 2011, une statistique de l’ELCOM sur 23’000 pannes prises en compte, indique une durée moyenne de panne de 16 minutes (2010 : 14 minutes)! Quelques pannes plus importantes ont lieu régulièrement.

Panne géante du réseau CFF, 22.06.2005Réseau ferroviaire bloquéde 18h00 à 05h00.

100’000 personnes bloquéesdans les trains, certainespendan une heure.


Quelques exemples !

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Lausanne, le 22 février 2010, 20h30 à 22h30

• Plus de régulation du trafic• Plus d’éclairage public• Centrale téléphone saturée (> 200 appels)• > 10 personnes bloquées dans des ascenseurs• Systèmes de sécurité déclenchés, la police est sollicitée• Difficile d’avoir une vue d’ensemble• Transports en commun à l’arrêt• Beaucoup d’installations n’ont redémarré que manuellement

Une panne mémorable à Lausanne

Quelques exemples !


Parc éoliens et risques de congestions

Quels risques pour demain ?Production au N, utilisation au S


Production électrique 17 et 18 juin 2013 juin2013

Quels risques pour demain ?Production difficile à écouler, risque d’instabilité


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IMAGE DE L’IRRIGATION DE NOTRE SOCIETE PAR L’ELECTRICITE

Quelles conséquences ?Pour notre société

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Principaux appareils touchés

frigo, armoire frigorifique éclairage téléphone et moyens comm cuisson computer, réseaux radio / TV chauffage eau chaude réveil portes électriques (garage) ascenseurs


Quelles conséquences ?Pour le propriétaire d’un bâtiment

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Quelles conséquences ?Autres conséquences

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Principaux appareils touchés

Processus alarmes, systèmes de contrôle éclairage téléphone et moyens comm computer, réseaux alimentation en eau chauffage portes électriques, accès ascenseurs

Quelles conséquences ?Pour une entreprise


CEES Plus d'électricité, que faire ? 27.03.2014

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Quels dommages et quelles conséquences ?



Selon les spécialistes (électriciens) le risque le plus élevé actuellement est celui d’un blackout européen Le risque de pénurie est bien réel, mais ne devrait intervenir que dans 10 ou 20 ans

Evaluation du risque

Lors d’un workshop organisé le 13.10.2014par l’OFPP réunissant des représentants de:Swissgrid, CFF, Migros, des banques, OFEN et d’autres Offices,

Un vote a été organisé pour définir par consensus laProbabilité d’occurrence d’un blackout : verdict : 1/40 ans !!


Mesures planifiées en général

2. Quelles mesures sont planifiées en général pour prévenir une pénurie ?

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OSTRALOrganisation für Stromversorgung in ausserordentlichenLagensoit : Organisation pour l’approvisionnement électriquelors de situations extraordinaires

Base légale : Ordonnance du 17.02.1993 sur l’organisation d’exécution del’approvisionnement économique du pays dans le domainede l’industrie électrique (OEIE)

DELESTAGES ET CONTIGENTEMENTS – PLAN OSTRAL


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EXEMPLE DE DELESTAGE /CONTINGENTEMENT A 50 %

Délestage

Contingentement


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D’UNE MANIÈRE GENERALE, EN CAS DE PENURIE :

La Confédération décrète l’application du plan OSTRAL

La branche électrique applique les mesures techniques dans son domaine, mais n’est pas en mesure de venir au secours de ses clients

La société civile doit se prendre en charge. Les cantons viennent en aide à la population, dans les limites de leurs moyens

Chaque utilisateur doit finalement s’adapter et limiter au mieux les effets de la pénurie sur sa vie quotidienne

Des mesures de prévention et de préparation sont possibles pour atténuer les effets de la crise


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Branche électrique

(extrait présentation de M. Urech, directeur RE)


AVANT LA PENURIE

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AVANT LA PENURIE

Amélioration de la sécurité de distribution ( lignes de transport )

Amélioration de la gestion de réseau par le smartgrid

Information des clients sur les dispositions prévus dans le cadre OSTRAL

Réflexion sur l’alimentation des infrastructures critiques permettant d’appliquer le contingentement et collaboration avec les autorités et les entreprises concernées

Incitation des grandes entreprises à développer des installations de cogénération significatives (allègement de la demande)

Disposer d’un parc de groupes de secours mobiles

Branche électrique



3. Que peuvent proposer les Planificateurs pour prévenir une pénurie ?

Que peuvent proposer les planificateurs ?



Tout d’abord être conscient d’une réalité :

L’évolution va dans le sens de moins de consommation spécifique Cspar application, (A) mais de plus en plus d’applications

A éviter : Cs x A



Quelles mesures techniquement possibles ?

Diminuer sa consommation d’électricité

Maîtriser son profil de demande électrique (rendre adéquat la demande avec l’offre)

Produire sa propre électricité en partie ou complètement

Avoir la capacité de stocker sa production électrique

Etre en mesure non seulement de stocker mais de fournir sur demande de l’électricité au réseau

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Diminuer sa consommation ( isolation, efficience, comportement)

Prendre conscience et mesurer sa consommation

Audit énergétique

Réfléchir au changement possible de ses habitudes

Prendre les dispositions pour assurer la marche du chauffage en cas d’arrêt de fourniture de l’électricité

Produire soi-même une partie de son électricité, ou éventuellement disposer d’un petit groupe de secours

Eau chaude solaire ou avec bois, avec alimentation de secours

Que peuvent faire les planificateurs ?

Soutenir les mesures de base bien connues !


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Encourager les mesures d’économie électrique


Amélioration de l’enveloppe du bâtiment.

Appareils catégorie A

Remplacer les lampes à incandescence par des lampes économiques

Production de chaleur efficace intégrant des énergies renouvelables

Remplacer son chauffage électrique direct

Eviter l’effet rebond (exemple vieux frigo conservé)

Comportement : éteindre les appareils quant on en a pas besoin



Le stockage d’électricité, porteur d’espoir !

L’idéal pour se mettre à l’abri d’une pénurie ou d’un blackout :

C’est de produire soi-même son électricité et d’être capable de la stocker !

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Produire de l’électricité à notre échelle de planificateur, c.a.d.pour des maisons individuelles, des immeubles, des quartiers,des entreprises et des surfaces commerciales, on sait faire !

Groupes de secours Couplages chaleur-force à gaz, biogaz, diesel Moteurs Stirling Micro-turbines Installations photovoltaïques Piles à combustible

Plus rarement : Turbine hydraulique (micro-turbinage) Eoliennes

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Stocker l’électricité à notre échelle de planificateur, c’est nettement moins évident !

Plusieurs formes de stockage : Stockage direct d’électricité Stockage indirect d’électricité

Capacité et durée de stockage très variable : Journalier permettant de lisser le rapport Production/demande Hebdomadaire voire saisonnier Annuel

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Stockage direct d’électricité : comparaison Compressed air ~ 0.5 MJ/kg ~ 0.16 MJ/L (300 bar)Pump water uphill ~ 0.001 MJ/kg ~ 0.001 MJ/L (100 m height diff.)Capacitors - Ultracapacitors ~ 0.02 MJ/kg - Supercapacitors ~ 0.01 MJ/kgBatteries - Li ion ~ 0.5-0.7 MJ/kg - NiCd ~ 0.2 MJ/kg - Pb ~ 0.14-0.17 MJ/kgCompressed H2 143 MJ/kg ~ 4 MJ/L (350 bar)Gasoline ~ 42 MJ/kg ~ 37 MJ/LFormic acid 5.2 MJ/kg 6.4 MJ/L

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Stockage direct d’électricité : quelques pistes d’actualité !

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Hydrogen/Energy Storage and Delivery in the Carbon Dioxide -

Formic Acid Cycle

Prof. Gábor Laurenczy EPFL

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Hydrogen storage - delivery

Classical/ widely used storage

H2 pressure TemperatureVolumetric

hydrogen density

hydrogen gas 200 bar 25 °C 16 g / l

hydrogen gas 350 bar 25 °C 28 g / l

liquid H2 1 bar (700 bar) - 253 °C 70 g / l*

formic acid up to 600 bar 25 °C 53 g / l

Nettle

Ant

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Stockage direct d’électricité : sous forme d’acide formique

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Stockage direct d’électricité : sous forme d’acide formique

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Stockage indirect d’électricité : quelques pistes!

Stockage de chaleur ou de froid permet de déphaser la demande en électricité pour les

processus de production de chaud ou de froid

Utilisation de l’inertie des bâtiments par une gestion anticipée des conditions climatiques (prédictive)

déplacement de la demande = quasi stockage à court terme

Combinaison des systèmes de gestion gestion prédictive de la demande en chaleur ou froid en utilisant

l’inertie des systèmes combinée avec des stokages et gestion optimisée

des prestations des différents appareils électriques du ménage/bureau

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Stockage indirect d’électricité : un exempleLa gestion prédictive du climat intérieur

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Stockage indirect d’électricité : un exempleLa gestion prédictive du climat intérieur

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Deux projets qui me tiennent à cœur :

Maison individuelle : PV + stockage court

Maison individuelle ou petit immeuble : stockage d’électricité avec acide formique

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Villa : PV + stockage court d’électricité

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OFFRE SOLSTIS 40 panneaux BenQ 265 W Surface : 64 m2 Puissance : 10,6 kW Production annuelle estimée : 10’600 kWh Energie refoulée : 8’420 kWh / consommée : 2’120 kWh Coûts installation PV :

a) coût installation solaire CHF TTC 39’652.—b) subvention fédérale CHF TTC 10’410.—c) coût net CHF TTC 29’242.—d) avantage fiscal évalué CHF TTC 8’746.—e) coût net tout déduit CHF TTC 20’406.—

Système de gestion et de stockage avec webbox et TiBox Leclanché 3,2 kWh/15’000 cycles Coût supplémentaire : CHF TTC 16’426.— Permet un stockage journalier et lissage de la demande

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Villa : PV + stockage acide formique + pile à combustible

Concept : PV 10’000 kWh/an

Utilisation directe : 2’000 kWh/an

Stockage :

Pile à combustible

Utilisation totale :

Bilans = Première évaluation !

Hydrolise :Hydrogène

Acide formiqueStock

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Merci pour votre attention

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