Le stockage d’énergie avec la petite hydraulique

CHAIR, MANAGEMENT OF NETWORK INDUSTRiES E n e r g y C e n t e r

Le stockage d’énergie

avec la petite hydraulique

Nicolas CrettenandIng. Civ. EPFL, doctorant

Financement: EOS Holding et Energy Center

ISKB/ADUR Séance techniqueCormoret, 28 avril 2012

CHAIR OF NETWORK INDUSTRY MANAGEMENT

2E n e r g y C e n t e r

Argument

Tendances dans le secteur de l’électricité:

Libéralisation Obj. énergies renouvelables (gouvernement + villes)

“Smart grids” (TIC)

Production décentralisée Production intermittente

Fukushima

Besoin de stockage énergétique et production flexible décentralisés

Petite hydro d’accumulation et à pompage-turbinage

Evaluation du potentiel technique

Cadre institutionnel: pas seulement promouvoir la quantité d’ER, mais aussi la “qualité” (ex. production de pointe et flexible)2

ISKB/ADUR HV, Comoret, 28.04.2012



Agenda

1) Petites centrales hydraulique d’accumulation et à pompage-turbinage:1. Potentiel technique en Suisse

2. Faisabilité économique et institutionnelle

2) Cadre institutionnel: autres développements possibles

3) Conclusion

3ISKB/ADUR HV, Comoret, 28.04.2012



1) Petites centrales hydrauliques d’accumulation et à pompage-turbinage

• Etat des lieux (2010) :

2010 Petite hydraulique Total hydraulique

Accumulation 18 centrales et 106 MW 86 centrales et 8’263 MW

Pompage-turbinage

3 centrales et 15 MW 17 centrales et 1’894 MW




Potentiel technique: Méthodologie d’évaluation

Valoriser d’abord des ouvrages et infrastructures existants ou en planification

1. Identification des réservoirs potentiels

2. Définition des cas types

3. Evaluation technique sommaire par cas type

4. Evaluation technico-économique de projets phares

5. Evaluation du potentiel sommaire




Potentiel technique: Méthodologie (suite)

Réservoirs potentiels

Eau de surface Barrages/digues (petite centrale hydraulique, protection contre les crues)

Lac naturel

Lac artificiel

Glacier (~futur lac naturel)

Eau souterraine Lac souterrain

Infrastructure Réservoir d’enneigement artificiel

Réservoir d’irrigation

Réservoir d’eau potable

Infrastructure militaire plus exploitée

Galerie non-exploitée

Galerie minière non-exploitée




Evaluation technique sommaire par cas type dans le Canton du Valais

Cas type Projets phares Pot . accumulat. [MW]

Pot. pompage-turbinage [MW]

Petite centrale hydraulique

Lac

Seuil protection contre les crues

Infrastructures d’enneigement

Réseau d’irrigation

Réseau d’eau potable

Galeries inopératives

Infrastructures militaires





- 4 centrales en série: augmenter l’accumulation

- Variantes d’un projet RPC*17.4 - 31.0 1.4 - 2.4

Lac












Lac - Réhabilitation de Fully- Projet à buts multiples 0.0 – 0.6 4.8 - 10.9














(Utiliser des seuils existants)0.3 - 0.5 -















Montana*, Verbier, Torgon- 1.9 – 4.6















Réseau d’irrigation Utiliser 2 réservoirs existants- 0.9 – 3.4
















Projet d’approvisionnement d’un village depuis le fond de la vallée - 0.6
















Galeries inopératives - -















Galeries inopératives - -


(Parc disponible actuel: pas de volume assez grand) - -



Exemple: Projet de PCH à Vionnaz

Source: e-dric 2011

Projet de base petite hydro:• Chute : 750 m• Conduite: 3.5 km , diamètre 500/400 mm• Débit : 310 l/s• Puissance électrique : 1.9 MW• Production annuelle : 9.5 GWh

2 lacs existants:• Supérieur 500 m3 extension à 2’500-3’000 m3

• Inférieur 800 m3 extension à 2’500-3’000 m3

2 extensions possibles: Accumulation:

• Production flexible• Gain de production 1% (gain

financier avec RPC de qqe

centaines CHF) Pompage-turbinage:

• 5 heures de production/jour• Spread de 13 cts/kWh




Exemple: Montana – réseau d’enneigement

Source: Rey 2009


Volumes:

- Réservoir sup.: 100’000 m3

- Réservoir inf.: 130’000 m3

Puissance installée : 0.5 – 2.5 MW



Potentiel en Valais et en Suisse

VALAIS Accumulation [MW] Pompage-turbinage [MW]

Petite hydraulique 17.7 – 32.1 9.6 – 21.9

Eau de surface 17.7 – 32.1 6.2 – 13.3

Infrastructure 0 3.4 – 8.6

Installations existantes 26.7 9.7

SUISSE (extrapolation) Accumulation [MW] Pompage-turbinage [MW]

Petite hydraulique 100 - 190 50 - 130

Installations existantes 106 15




2. Faisabilité économique et institutionnelle

• Prix de revient sur les projets phares:– Accumulation: quelques cts/kWh supplémentaires– Pompage-turbinage: Spread 13 – 20 cts/kWh

• Ratio investissement sur les projets phares: – Accumulation: 0.05 – 0.2 Millions CHF / MW– Pompage-turbinage: 1.5 – 5.5 Millions CHF / MW

– Muttsee – Linthal 2015 (1’000 MW) : ~1.8 Millions CHF / MW

Mettre en place le cadre institutionnel adéquat Rémunération Aspects environnementaux




Rémunérations existantes

• Services systèmes:– Max. 50% de la RPC selon étude interne de Swissgrid

• Marché spot:– Evolution du spread incertain. Spread insuffisant pour le moment.

• RPC – production selon un horaire: – Aucune centrale est rémunérée ainsi pour le moment

• Dans UE, 3 exemples de rémunération de production de pointe ou flexible:– Portugal: peak <-> off peak– République tchèque: fil de l’eau <-> accumulation (peak, semi-peak)– Allemagne: Prime de marché pour la production flexible




Rémunérations: développement

Instrument ER Acc. / P-T

Services systèmes “vert” x Acc, ev. P-T




Services systèmes décentralisés Acc. + P-T




RPC – prime pour la production de pointe x Acc.





RPC – Intégration régionale des énergies renouvelables intermittentes

x Acc. + P-T






x Acc. + P-T

Compensation CO2 pour l’électricité de pointe et de réglage

x Acc.






x Acc. + P-T


x Acc.

Certificats verts – prise en compte de la production de pointe

x Acc.






x Acc. + P-T


x Acc.

Certificats verts – prise en compte de la production de pointe

x Acc.

Station de ski „durable“ x P-T



2) Cadre institutionnel: développement

• Simplification des procédures administratives:• Plan d’action «Stratégie énergétique 2050» et Motion Cathomas

au Parlement fédéral• Recommandations identifiées:

• Guichet unique

• Institutions («règles de jeux») cohérentes en elles-mêmes: ex. concession sur 20 ans quand RPC sur 25 ans

• Délais clairs et impératifs aux autorités

• Autres simplifications difficiles car très controversées (ex. changement de lois).

Par contre réduire durées des procédures:• Plan directeur cantonal (ex. BE, même qu’à discuter …)

• Filtre par projet (ex. VS)

Aménagement du territoire14

ISKB/ADUR HV, Comoret, 28.04.2012



Cadre institutionnel: développement (suite)

• Crédits CO2 :• Centrales à gaz => compensation avec des énergies

renouvelables qui produisent de l’électricité :• financer partiellement la RPC avec la compensation

• Débit résiduel dynamique:• Optimisation de la production d’électricité et sauvegarde des

conditions naturelles




Conclusion

• Petites centrales hydrauliques d’accumulation et à pompage-

turbinage …:

– Argument: Promouvoir pas uniquement des kWh de sources

renouvelables, mais aussi de la production flexible grâce au stockage

– Potentiel technique au sein d’infrastructures et avec des centrales

existantes -> développer des projets phares

– Cadre institutionnel: introduire rémunération adéquate

… pourrait jouer un rôle important dans: le stockage énergétique décentralisé la production d’électricité de pointe décentralisée la régulation du réseau électrique au niveau local/régional




Questions

Merci de votre attention

[email protected]


Soutenance publique: 3 juillet 2012, 17h15, EPFL

Le stockage d’énergie avec la petite hydraulique

Documents

Transcript of Le stockage d’énergie avec la petite hydraulique