MINES-UE14-miniprojet

Peut-on discuter un système 100% renouvelable avec des règles de trois ?

(Encadrant : Robin Girard)

En France comme dans tous les pays du monde, l’électricité doit permettre de contribuer à la décarbonation du secteur de l’énergie. Même si le système français est déjà relativement peu carboné du fait de sa production nucléaire, le vieillissement de ces centrales (40GW du parc nucléaire actuel vont passer 40 ans d’âge d’ici 2028) impose de penser le renouvellement de la majeure partie du parc de production à l’horizon

1. Dans ce sens, deux solutions sont ardemment débattues en France : l’une repose sur le renouvellement du parc nucléaire grâce à la nouvelle génération EPR et l’autre sur le développement de la production renouvelable et de la flexibilité qui doit l’accompagner. De plus en plus, la question de la transition énergétique et plus particulièrement la place qu’y tient le système électrique prennent une place importante dans la sphère politique et dans le débat démocratique qui l’accompagne. On peut imaginer que la question de l’évolution du système électrique aura lors des prochaines élections une place importante. La difficulté dès lors est de faire se rejoindre un discours scientifique trop complexe et des idées techniques et économiques simples en évitant les exagérations partisanes ou les approximations trop importantes qui sont légion d’un côté comme de l’autre.

Ce projet a pour objet d’analyser un ou plusieurs des quelques scénarios 100% renouvelables existant comme aux Etats Unis [1], en Allemagne [2] et en France [3]. Ces scénarios reposent sur une modélisation fine du système électrique et l’objectif sera de dégager un modèle simple (type règle de trois) permettant à la fois de juger la pertinence des systèmes proposés et de reproduire l’évaluation faite de leurs coûts avec des hypothèses économiques alternatives. Le coût pourra ici être à la fois un coût économique, un coût en termes d’émissions de gaz à effet de serre, et un coût en termes de consommation de matériaux. Dans votre projet, la pertinence sera jugée au regard des trois propriétés suivantes qui sont à la fois simples et nécessaires :

• la production annuelle en énergie devra couvrir la consommation, tenant compte des pertes par stockage et induites par l’effacement nécessaire d’une partie de la production,

• le passage de l’heure où la consommation est forte en hiver alors que les renouvelables ne produisent pas devra être assuré (voir [5], ou encore Figure 73 p78 dans [4]),

• la capacité du système à absorber les fluctuations du PV, de l’éolien et de la consommation aux trois échelles de temps classiquement étudiées devra être montrée. Ces variations sont de quelques heures (variation journalière), quelques jours (variation hebdomadaire), quelques mois (variation annuelle).

Des données de consommation et de production (éolien/ PV) heure par heure sur une ou plusieurs années climatiques seront mises à disposition et pourront être utilisées pour soutenir le modèle. A partir des études menées, la pertinence d’une analyse de type « règle de trois » sera discutée.

Contact : robin.girard\@mines-paristech.fr

Références :

[1] Etude « renewable energy future » de 2013 [https://www.nrel.gov/analysis/re-futures.html]

mise à jour très prochainement [https://www.nrel.gov/analysis/naris.html] peut-être avant 2020.

[2] 2010 SRU scenario en Allemagne [http://www.umweltrat.de/SharedDocs/Downloads/EN/04_Statements/2010_05_Statement15_Renewablesby2050.pdf?__blob=publicationFile]

[3] étude faite en France pour l’ADEME en 2015 [https://www.ademe.fr/mix-electrique-100-renouvelable-analyses-optimisations]

[4] rapport principal de l’étude pour l’ADEME [https://www.ademe.fr/sites/default/files/assets/documents/mix-electrique-rapport-2015.pdf]

[5] [https://jancovici.com/transition-energetique/renouvelables/100-renouvelable-pour-pas-plus-cher-fastoche/]

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