Jusqu’où peut-on pousser les limites des renouvelables · © OECD/IEA 2011 Low-carbon power...
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© OECD/IEA 2010
Jusqu’oùJusqu’où peutpeut--on on pousserpousser les les limiteslimites
des des renouvelablesrenouvelables??
Cédric PhilibertCédric Philibert
Division des Energies Division des Energies RenouvelablesRenouvelables Agence Internationale de Agence Internationale de l’Energiel’Energie
Workshop ANR Workshop ANR ClimaConfClimaConf, 10 avril 2012, 10 avril 2012
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All scenarios point out a large growth of renewables
0.00%
5.00%
10.00%
15.00%
20.00%
25.00%
30.00%
35.00%
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45.00%
50.00%
2008 CPS scenario 2035 NPS scenario 2035 450 scenario 2035
Electricity Heat Transport
+73%
+353%
+284%
+153%
+758%
+135%
+262%
+196%
+112%
Des parts Des parts croissantescroissantes dansdans toustous les les secteurssecteurs, pour , pour toustous les les scénariosscénarios
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LowLow--carbon power technologies carbon power technologies come of agecome of age
Incremental global renewables-based electricity generation relative to 2009 in the New Policies Scenario
Wind gains ground but hydro remains very important
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More renewables in the 450 ScenarioMore renewables in the 450 Scenario
Renewables second only to energy efficiency in furthering GHG emission reductions
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ENERGY
TECHNOLOGY
PERSPECTIVES
Scenarios &
Strategies
to 2050
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The rôle essentiel des renouvelables dans les scénarios BLEU
Les renouvelables fournissent entre la moitié et les trois quarts de l’électricité mondiale en 2050
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Publication décembre 2011
Avec le soutien de la France et des Etats-Unis
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Perspectives des énergies solaires
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A la recherche des synergies
Des analyses conduites par l’étude des besoins
Entre les diverses énergies solaires
Avec les autres technologies d’efficacité et de renouvelables
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Source: Source: SolimpeksSolimpeks Solar Energy Solar Energy
Source: Source: SunEarthSunEarth Inc.Inc.
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Les marchés: l’électricité PV prend toute lumiére
PV presque partout
Surtout chez les usagers
Variable
Pointe & demi-pointe
Parité réseau en 2020
Réseaux intelligents
CSP prend lumière directe
CSP en zones semi-arides
Surtout pour les grandes Cies
Ferme, dispatchable appoint
Pointe ou base stockage
Competitive en pointe en 2020
Lignes HVDC de transport
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Capacités CSP fermes et flexibles pour intégrer plus de PV
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Les marchés: les bâtiments
Une approche intégrée accroît les synergies et réduit les coûts © OECD/IEA, 2011
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Chaleur et froid solaires Au-delà de l’eau chaude…
Le stockage est clé
Thermo-chimique compact?
Stockage de district
Pompes à chaleur “géothermiques”
Electricité solaire
(et éolienne) + PAC la meilleure option pour le chauffage?
Froid: procédés thermiques ou électricité?
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Source: ESTIF, 2007Source: ESTIF, 2007
Source: Henning & Source: Henning & MiaraMiara//FraunhoferFraunhofer ISESISES
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L’industrie et les services
Des besoins de chaleur, divers niveaux de temp.
Chaleur solaire basse temp. disponible partout, demande toute l’année
Chaleur solaire haute T. climats chauds & secs
Electricité solaire et biomassse indispensables
Demande de chaleur
industrielle par niveaux de
température en Europe,
2003
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Transports
Electricité solaire et biocarburants
Vehicules électriques et hybrides “branchés”, transports de masse
Electrification des camions sur autoroute
Faibles contributions solaires directes
Source: Solar Impulse/ReutersSource: Solar Impulse/Reuters
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Source: Kia MotorsSource: Kia Motors
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Chaleur solaire
A great variety of technologies, concentrating or not (flat-plate, evacuated tubes)
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Source: Weiss 2011
Source: Apricus Solar
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Marchés competitifs en réseau apparaissent: îles ensoleillées, pays avec prix de l’électricité élevés, utilisant produits
Croissance tirée par les subventions et concentrée dans trop petit nombre de pays (européens), va se répandre en Chine, au Japon, aux Etats-Unis
Croissance rapide, coûts décroissants
Rôle hors réseau
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Photovoltaique
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La baisse des coûts va continuer
Note: Module price derives from experience curve + margin; system price in markets with cost-based, rather than value-based pricing (such as
Germany).
Source: Bloomberg New Energy Finance.
Utility-scale PV system price forecast
PV: où en sommes-nous?
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Solaire thermodynamique
Source: Source: TorresolTorresol EnergyEnergy
La valeur du CSP réside dans sa capacité à suivre les variations de la demande grâce au stockage thermique Efficace et moins cher que le stockage électrique
La concentration nécessite ensoleillement direct
De nombreux designs et beaucoup d’options
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Rôles possible du stockage
Le stockage thermique peut être utilisée pour déplacer la production, l’étendre ou la concentrer sur les heures de pointe © OECD/IEA, 2011 © OECD/IEA, 2012
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Le coût des politiques Le coût total des politiques de soutien va continuer à
croître, malgré les réductions de coûts unitaires C’est le prix à payer pour atteindre la compétitivité
Il est difficile de trouver les bons niveaux de rémunération
Source: BNEF 2011.Source: BNEF 2011.
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Repousser les limites (2060)
Une vision du possible, sous sévères contraintes climatiques, si les autres options ne délivrent pas…
Quelles sont les limites techniques? Convergence vers 2030 des coûts de production de l’électricité
vers 100 USD/MWh (avec CO2) [Roadmaps, ETP]
Limites possibles : Emprise au sol, variabilité, commodité
Options abordable, mais pas forcément du moindre coût:
CSP dans les zones chaudes et sèches
PV et hydraulique dans les zones chaudes et humides
Eolien, PV et hydraulique, avec pompage hydraulique et centrales à gaz, dans les régions tempérées
Avec efficacité énergétique et électrification
L’énergie solaire (surtout l’électricité) peut devenir prépondérante dans le mix énergétique mondial
Des combustibles fossiles toujours nécessaires en 2060!
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500 000 km2 d’hypothétiques centrales solaires au sol
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Intégration des renouvelables variables
[Source: IEA 2011 – Harnessing Variable REnewable power]
Depend de:
La nature des renouvelables (techno-spread,
time correlations; geo-spread)
La flexibilité de l’ensemble du système
Quatre sources
de flexibilité: Génération
flexible
Stockage
Réponse de la demande
Interconnexions
IEA Flexibility ASsessment Tool
© OECD/IEA 2012 © OECD/IEA 2012
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Besoins de stockage pour fortes pénétrations de PV et d’éolien
Stockage quotidien pour le PV et l’éolien
Pour de rares périodes sans soleil ni vent, mieux vaut utiliser des centrales classiques
Quel besoins de stockage intersaisonnier?
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Stockage pour fortes pénétrations
Petites ou grosses, les batteries sont chères
G2V pour éviter de “jeter”. V2G en pointe?
Les STEP sont la référence
140 GW en service, beaucoup plus sont nécessaires
Stockage quotidien = petites surfaces
Possible sur la côte ou off-shore
Moins efficace que le stockage thermique mais abordable
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Source: Inage, 2009.
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Eprouver les limites: Electricité 2060
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Les capacités requises pour la pointe après le coucher du soleil avec des vents faibles dans les zones non-CSP
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Eprouver les limites: Energie finale par sources, 2060
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Ce “scénario” parmi d’autres Hypothèse de croissance de la demande finale
d’énergie au plan mondial malgré efficacité
≠ Greenpeace, Negawatt (?)
Produit brut mondial x 4 et +
L’essentiel de la croissance de la demande d’energie se situe dans les pays ensoleillés
Accès aux services énergétiques modernes pouvant changer la vie de 1,4 milliards de gens
Hypothèse de forte électrification
≠ scénarios principalement anti-nucléaires
Usage énergétique raisonné de la biomasse
≠ Jacobson & Delucchi
≠ scenarios WWF
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PV: Où en sommes-nous?
Capacités ajoutées en 2011: 27,5 GW
Cumul: 67,5 GW
6 marchés >1 GW
46% des capacités ajoutées en Europe
0
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2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
GW
RoW
China
US
Spain
Japan
Italy
Germany
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CroissanceCroissance du PV en 2035 du PV en 2035 dansdans les les scénariosscénarios du WEOdu WEO
Scénario Nouvelles
politiques
450 450 CCS retardé
Capacités 2035 499 GW 901 GW 1030 GW
Marché annuel 22.1 GW 38.5 GW 43.7 GW
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Cost reductions will continue 2010 2020 2030 2050
Typical turnkey system price (2010 USD/kW) 3800 1960 1405 1040
Typical electricity generation costs (2010 USD/MWH)*
2000 kWh/kW 228 116 79 56
1500 kWh/kW 304 155 106 75
1000 kWh/kW 456 232 159 112
Cost targets for the residential sector
2010 2020 2030 2050
Typical turnkey system price (2010 USD/kW) 3400 1850 1325 980
Typical electricity generation costs (2010 USD/MWH)*
2000 kWh/kW 204 107 75 54
1500 kWh/kW 272 143 100 72
1000 kWh/kW 408 214 150 108
Cost targets for the commercial sector
2010 2020 2030 2050
Typical turnkey system price (2010 USD/kW) 3120 1390 1100 850
Typical electricity generation costs (2010 USD/MWH)*
2000 kWh/kW 187 81 62 48
1500 kWh/kW 249 108 83 64
1000 kWh/kW 374 162 125 96
Cost targets for the utility sector
Notes: Based on the following assumptions: interest rate 10%, technical lifetime 25 years (2008), 30 years
(2020), 35 years (2030) and 40 years (2050). Numbers in italics are considered more speculative.
Sources: IEA 2010d, Bloomberg New Energy Finance, and IEA data and analysis.
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Marchés avec incitations en 2012: L’Europe freine, les autres accélèrent Italie: engagements financiers plafonnés
De >9 GW à <2 GW sur FiT
Allemagne: plafond mobile révisé chaque mois
De>7 GW à environ 3 GW sur FiT
France, Belgique, R-U… ?
Exceptions à l’Est: Ukraine, Bulgarie, Roumanie
Chine: de 2,2 GW en augmentation à 3 - 8 GW?
USA: de 1,9 GW en augmentation à 2-4 GW?
Japon: de 1,3 GW en augmentation à 2 GW?
Inde, Asie Sud-Est, MENA… reste du monde: 15-30 x >100 MW?
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Emergence de la compétitivité
Parité réseau en Allemagne, Italie, Mexique…
Nouveaux systèmes en Allemagne: au plus 80 à 90% de l’électricité bénéficie du FiT
Net metering: Italie, Espagne, Brésil, Danemark…
Compétitivité avec l’électricité ex pétrole
Iles, Proche-Orient mais aussi Japon, Italie…
Favorable si pointes de demande à midi en été
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Pour conclure
2012 marque le début d’une double transition:
Des marchés européens vers les marchés mondiaux
Des subventions vers la compétitivité
De quoi compenser à terme, et bien au-delà, les freins aux subventions en Europe…
Capacité mondiale de production dépasse 50 GW/an
Mais: installations en 2012 difficiles à prévoir… RETOUR