Vidéo

Dans cette vidéo, je regarde quelles sont les contraintes que la physique de l’électricité et du réseau électrique impose aux différents modes de production. J’explique d’abord comment les réseaux électriques fonctionnaient jusque-là avec des centrales électriques fonctionnant “en base” et d’autres modulant leur production pour ajuster la production électrique à la demande. L’arrivée de moyens de production dits intermittents, notamment la production éolienne et photovoltaïque, chamboulent ce fonctionnement historique. Puisqu’on ne contrôle pas la météo, la variabilité de ces moyens de productions est subie et le reste du système de production électrique doit s’adapter en conséquence.

Je quantifie cette intermittence (10:47). Je parle ensuite du foisonnement (13:56), l’idée que vu qu’il y aurait toujours du vent quelque part, il suffirait de répartir géographiquement les moyens renouvelables intermittents pour pallier l’intermittence. Ce qui nous amène à parler un peu des échanges d’électricité entre pays européens (20:02). Enfin, je parle de l’écrêtement (22:55), la possibilité de surdimensionner les moyens de production intermittents pour augmenter la part de l’électricité pouvant être produit par ces moyens au prix d’une faible surproduction.

Partie 2

La seconde partie de la vidéo est disponible :

Dans cette vidéo, je continue de regarder quelles sont les contraintes que la physique de l’électricité et du réseau impose aux moyens de production intermittents (éolien et photovoltaïque). Après un passage rapide sur le stockage qui aura le droit à d’autres vidéos, je parle du couplage sectoriel et du pilotage de la demande. Comme toutes les techniques abordées ne sont pas suffisantes pour gérer l’intermittence, il faut compléter la production avec des moyens de production pilotables.

Je vous parle ensuite de l’effet des moyen de productions intermittent sur la structure du réseau électrique, sur l’équilibrage du réseau électrique et sur son inertie. C’est le moment de se rendre compte que les moyens intermittents ne participent pas à la stabilité du réseau électrique ou à sa résistance à des perturbations. Je finis en parlant des coûts d’intégration, de leur évolution en fonction du pourcentage de moyens intermittents et de la production électrique européenne.

Résumé

Une vidéo qui résume ce sujet est disponible :

Sources

Vidéos

• La chaîne de Monsieur Bidouille est remplie de vidéos qui vous intéresseront sûrement ! Je vous recommande notamment les vidéos sur le réseau électrique, la consommation énergétique en France ou les lignes à haute tension.
• La vidéo de Nota Bene sur l’histoire de l’électricité.
• De bonnes vidéos sur cette chaîne pour ceux qui ont besoin de rappel en français sur l’électricité.
• Une bonne vidéo en anglais sur le réseau électrique et une autre sur la génération d’électricité.
• Une vidéo en anglais sur ce qu’est l’électricité.

Outils en ligne

Je vous recommande très fortement de voir par vous-même comment la production électrique évolue au cours du temps avec l’outil en ligne ECO2MIX de RTE ou son équivalent allemand. Vous pouvez aussi voir les échanges d’électricité et l’intensité carbone en direct sur electricitymap (ou voir la vidéo que j’ai utilisé).

Documents clefs

• Rapport de RTE (gérant le réseau électrique au niveau français) pour l’année 2018.
• Feuille de route de l’équilibrage du système électrique français.
• Rapport d’ENTSO-E (gérant le réseau électrique au niveau européen) pour l’année 2018.
• Chiffres clefs sur le réseau électrique français.
• J’ai récupérer les données ENTSO-E à partir de cette plate-forme (mais je me suis fait aidé par quelqu’un…).
• Le stockage: un levier de flexibilité parmi d’autres.
• Le document d’ENTSO-E d’où j’ai tiré la carte des échanges transfrontaliers. Un document sur l’approvisionnement en électricité du Danemark.
• L’article de connaissance des énergies dont j’ai tiré la carte de l’éolien offshore.
• Un article en français qui définit et discute du foisonnement. Le rapport dont j’ai extrait la figure que j’utilise pour illustrer le foisonnement.

Pertes en ligne

• L’article Wikipédia pour comprendre de quoi en parle.
• Les données d’ENTSO-E dont les pertes au niveau du réseau de transport européen.
• Un rapport qui montre l’augmentation de ses pertes lors des dernières années.
• Les données de la banque mondiale.
• Les pertes sur le réseau de distribution.

Structure du réseau électrique

• Un article de connaissances des énergies sur la structure du réseau électrique.

Couplage sensoriel et pilotage de la demande

Pour le couplage sectoriel et le pilotage de la demande:

• Usages de l’hydrogène.
• J’ai adapté une figure du couplage sectoriel cet article.
• Pourquoi l’effacement a du mal à décoller ?
• Des industriels payés pour éviter le black-out.

Gestion de l’équilibre du système électrique

• Des fiches pédagogiques sur le sujet.
• Un article plus critique sur le sujet.
• L’intérêt des moyens rapides.
• Services système et mécanisme d’ajustement.
• La figure utilisée pour les ajustements.
• La figure utilisée pour l’inertie.

Possibilité d’intégrer des renouvelables

• Pour des taux de pénétration inférieurs à 30 %, l’impact de la production intermittente reste limité et peut être pris en charge par le système électrique.
• Un taux de pénétration des énergies intermittentes fixé à 30 %
• […] there is no technical barrier to accomodate the integration of up to 35% wind and solar energy on sub-regional basis if adequate transmission is available.
• Un document technique en anglais (qui traite d’aspects techniques poussés que je ne comprends pas entièrement.
• La possibilité d’ajouter de l’inertie synthétiquement.

Le réseau et son renforcement

• Le rapport de RTE. La figure que j’ai utilisé provient du chapitre 03.
• L’article avec la figure sur l’écrêtement.
• L’article dont j’ai adapté la figure pour parler des coûts d’intégration (version alternative).
• Et d’autres articles scientifiques que je n’ai pas utilisé mais qui montrent des évolutions similaires des coûts d’intégrations (1) (2).

Wikipédia

• En anglais on parle d’énergie variable au lieu d’intermittente.
• Énergie renouvelable
• Réseau électrique.
• Stabilité des réseaux électriques.
• Électricité en Europe.
• Suivi de charge.
• Electric power transmission.
• Effacement de consommation électrique.
• Délestage électrique.

Autres

• Le site que j’ai utilisé pour avoir les données 2017 de l’intensité carbone.
• Près d’un tiers (38%) des français se chauffe à l’électricité.
• Un problème que je n’ai même pas abordé (trop complexe): l’apparition potentielle d’îlotage non-intentionnel.
• Un autre aspect que je n’ai pas traité: l’apparition de prix négatif. C’est bien expliqué dans cette tribune. C’est également évoqué ici et là. Vous pouvez consulter les prix sur le site de RTE.
• Un article expliquant et discutant les différents termes: intermittents, pilotables… etc.
• L’autoconsommation peut se révéler néfaste.
• Production électrique en Allemagne.
• Pitch angle control for variable speed wind turbines.