Production électrique : quelles sont les conséquences de l’intermittence ?

Une partie des énergies renouvelables sont dites intermittentes car elles ne peuvent pas produire de l’électricité en continu. Cela induit pour les unités de production concernées :
  • de ne pas toujours pouvoir fonctionner ;
  • de ne pas nécessairement répondre à un besoin lorsqu’elles produisent de l’électricité.

L’impact principal de l’intermittence est de perturber l’équilibre entre l’offre et la demande. Il en résulte une plus difficile gestion du réseau électrique.

Afin de ne pas être perdue (énergie « fatale »), la production des énergies intermittentes est injectée en priorité sur le réseau. Si elle s’interrompt, d’autres unités de production dites de « back up » prennent le relais. Ces dernières doivent pouvoir être activées instantanément pour ne pas menacer l’approvisionnement électrique(1).

Le maintien de l’équilibre du réseau peut également nécessiter de stocker l’électricité excédentaire produite(2) par les unités intermittentes lorsque la demande est insuffisante. Les solutions de stockage d’électricité d’envergure restent toutefois encore limitées en dehors des STEP. Même si insuffisante, l’interconnexion entre plusieurs réseaux nationaux peut permettre d’absorber une partie de la production intermittente en la distribuant à une autre zone.

Notons que des variations importantes de prix peuvent avoir lieu sur les marchés de gros en raison des flux d’électricité excédentaire. Il en résulte parfois même des prix négatifs.

Toutes ces contraintes imposent aux gestionnaires de réseaux de développer des systèmes de gestion intelligents dits « smart grids » afin de pouvoir, entre autres, également influer sur la demande.

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Sources / Notes

(1) Ce qui entraîne des surcoûts importants.
(2) La production excédentaire peut constituer une menace pour l’équilibre du réseau électrique et causer de coupures d’électricité si elle n’est pas injectée sur d’autres lignes.

Électricité : le gestionnaire de réseau « serein » pour cet été

La sécurité d’approvisionnement électrique en France continentale sera assurée cet été, « même en cas de canicule », estime RTE dans son étude prévisionnelle de l’équilibre offre-demande publiée le 5 juin(1). Explications.

Les « pointes » de consommation en période estivale et en cas de canicule

À températures de saison, la « pointe » de consommation cet été pourrait se situer aux alentours de 55 000 MW en France continentale selon RTE (contre près de 85 000 MW l’hiver dernier). Sur la base des informations transmises par les producteurs d’électricité mi-mai 2019, RTE estime que les capacités de production disponibles en France continentale avoisineront quant à elles 75 000 MW en moyenne cet été, soit près de 20 000 MW de plus que la pointe, grâce à une bonne disponibilité du parc nucléaire et à la croissance du parc renouvelable.

Par rapport à l’été dernier, le gestionnaire de réseau signale une forte hausse des capacités éoliennes (+ 1 600 MW par rapport à fin juin 2018) et solaires photovoltaïques (+ 1 000 MW). La production hydroélectrique pourrait pour sa part être inférieure cet été à l’an dernier en raison de chutes de neige inférieures aux moyennes saisonnières durant l’hiver (entraînant ainsi une baisse de la fonte nivale).

En période estivale, précisons que la pointe journalière peut augmenter, à chaque degré supplémentaire, de 500 MW en moyenne, soit l’équivalent de l’appel de puissance moyen de l’agglomération de Bordeaux (lors d’une vague de froid en hiver, l’appel de puissance augmente de 2 300 MW par degré en moins).

Dans le cas d’un épisode de canicule (caractérisé par des « températures élevées pendant plusieurs jours consécutifs » jusqu’à 7°C supérieures aux normales de saison), l’appel de puissance sur le réseau électrique français pourrait dépasser 60 000 MW, soit croître de l’ordre de 5 000 MW par rapport à la pointe estivale « normale ».

Au niveau du parc de production, RTE rappelle qu’en cas de canicule, plusieurs centrales nucléaires devraient réduire leur production « afin de respecter la réglementation environnementale sur les températures de rejet des eaux » (ce qui pourrait rendre indisponibles 6 000 MW de capacités). S’y ajouteraient une diminution du rendement des installations « thermiques » et une baisse de la production éolienne (qui diminue de près d’un tiers en moyenne dans des conditions anticycloniques(2)). Malgré tout, RTE indique que le réseau électrique français conserverait des marges confortables pour assurer l’équilibre offre-demande en cas de canicule, « à hauteur de 7 000 MW ».

Les creux de consommation et la gestion des surplus de production estivaux

Si les pics de consommation ne devraient ainsi « pas poser de difficulté », RTE doit également gérer les « creux » de consommation (généralement le week-end et chaque nuit entre minuit et 5h) dans le contexte estival de ralentissement de la croissance économique et de baisse des usages de l’électricité.

Le gestionnaire doit assurer en permanence l’équilibre offre-demande sur le réseau, quel que soit le niveau de consommation, l’appel de puissance pouvant être réduit à 30 000 MW autour de la semaine du 15 août. En cas de forte production renouvelable au moment d’un de ces creux de consommation, la France peut être amenée à devoir « exporter massivement de l’électricité » afin de trouver cet équilibre.

« Dans les situations les plus contraignantes, la France pourrait se trouver en surplus de production de près de 3 000 MW (différence entre les besoins d’export et l’export réalisé) fin juin et fin août », indique RTE. Le gestionnaire de réseau aurait alors la possibilité de demander « l’arrêt momentané de groupes de production ». Il est rappelé que les surplus de production sont « un phénomène de plus en plus fréquent » avec la croissance des filières renouvelables à production variable(3).

Pour y faire face, RTE travaille sur de nombreuses « solutions innovantes » : modulation des productions renouvelables, numérisation des infrastructures électriques pour une plus grande flexibilité du réseau, expérimentation de batteries, etc. Le gestionnaire de réseau estime que le développement de la mobilité électrique (avec pilotage de la recharge) pourrait dans le futur également « permettre de moduler fortement la consommation nationale et de l’adapter à la production des énergies renouvelables ».

Consommation d'électricité en été
« En été, la consommation d’électricité peut varier du simple au double selon la météo ou l’activité économique », indique RTE. (©RTE)

Un été 2019 plein d’énergie

Avant de prendre ses quartiers d’été, Connaissance des Énergies vous propose de faire un point sur quelques sujets au cœur de l’actualité énergétique ces dernières semaines. Et si vous êtes en vacances, la rédaction vous suggère quelques thématiques à réviser au soleil pour préparer la rentrée…

Pétrole : tensions avec l’Iran et accord « OPEP+ »

La région du golfe Persique a été ces dernières semaines le théâtre de vives tensions, sur fond de pressions américaines contre l’Iran. Pour rappel, Donald Trump avait annoncé en mai 2018 le retrait des États-Unis de l’accord sur le nucléaire iranien de 2015 et le rétablissement de sanctions économiques contre Téhéran.

L’Iran a reproché aux autres parties de l’accord (Allemagne, Chine, France, Russie, Royaume-Uni), en particulier aux Européens, leur manque de soutien (malgré la mise en place de l’instrument Instex). Téhéran est revenu sur plusieurs engagements : l’Iran a annoncé le 1er juillet avoir dépassé la limite de 300 kg de réserves d’uranium enrichi et a confirmé le 7 juillet avoir commencé à enrichir l’uranium au-delà du taux de 3,67% fixé par l’accord. Téhéran a alors menacé de revenir sur d’autres obligations en l’absence de « solution » avec ses partenaires sous 60 jours.

Dans le même temps, les 24 membres de l’« OPEP+ » (membres de l’OPEP et 10 partenaires dont la Russie) ont annoncé le 2 juillet à Vienne qu’ils reconduisaient leur accord de réduction de la production pétrolière pour une période de 9 mois supplémentaires, soit jusqu’à fin mars 2020 afin d’« équilibrer » les cours entre offre et demande.

Pic de canicule en France, quel impact électrique ?

Les températures ont atteint des niveaux très élevés au mois de juin en France. Compte tenu de la plus faible consommation durant cette saison et de la bonne disponibilité des unités de production électrique dans l’hexagone, le réseau électrique n’a pas été affecté par cet épisode.

Dans son étude prévisionnelle de l’équilibre offre-demande publiée début juin, le gestionnaire de réseau RTEa toutefois rappelé plusieurs facteurs affectant l’offre en pareille situation : en cas de canicule, plusieurs centrales nucléaires peuvent devoir réduire leur production « afin de respecter la réglementation environnementale sur les températures de rejet des eaux » et la production éolienne peut diminuer de près d’un tiers en moyenne dans des conditions anticycloniques.

Coté demande, la pointe journalière peut augmenter, à chaque degré supplémentaire, de 500 MW en moyenne en période estivale, soit l’équivalent de l’appel de puissance moyen de l’agglomération de Bordeaux (lors d’une vague de froid en hiver, l’appel de puissance augmente de 2 300 MW par degré en moins).

Cet épisode a en outre rappelé l’impact énergétique et environnemental lié aux besoins de refroidissement qui sont amenés à croître dans le futur, à l’instar d’autres régions du monde.

Nucléaire : incertitudes autour de l’EPR de Flamanville

En juillet 2018, EDF avait annoncé que le chargement de combustible dans son réacteur EPR de Flamanville (Manche) était « désormais prévu au 4e trimestre 2019 », officialisant ainsi un nouveau retard de près d’un an.

Fin juin 2019, l’Autorité de sûreté nucléaire (ASN) a demandé à EDF la réparation de 8 soudures de traversées, « compte tenu des nombreux écarts survenus » lors de leur réalisation(1). L’électricien français a alors indiqué devoir analyser « les conséquences de cette décision sur le planning et le coût de l’EPR de Flamanville, et fera, dans les prochaines semaines, un point précis sur la suite du projet ».

Démission de François de Rugy

Le ministre de la Transition écologique et solidaire, François de Rugy, a annoncé sa démission le 16 juillet après une semaine de fortes pressions (liées à plusieurs articles de Mediapart). Vous pouvez lire son communiqué ici.

La ministre des Transports Élisabeth Borne le remplace et devient ministre de la Transition écologique et solidaire.

Vos travaux de vacances pour préparer la rentrée

  • Gaz à effet de serre et COP25

La prochaine Conférence Climat se déroulera au Chili, à Santiago, du 2 au 13 décembre 2019 (COP25). Pour rappel, la consommation mondiale d’énergie primaire a encore augmenté de 2,9% en 2018 (avoisinant 13 865 Mtep l’an dernier). Les énergies fossiles ont encore compté pour 84,7% de la consommation mondiale d’énergie primaire en 2018 selon les dernières données de BP. Les émissions mondiales de CO2 liées à la consommation d’énergie ont pour leur part augmenté de 2% en 2018 (après avoir déjà augmenté de 1,6% en 2017), en totale contradiction avec les objectifs annoncés lors de la COP21 fin 2015.

Mix énergétique mondial
Le pétrole reste la principale source d’énergie du mix énergétique mondial (33,6%), devant le charbon (27,2%). (©Connaissance des Énergies, d’après BP Statistical Review of World Energy)

  • Objectifs énergétiques de la France (loi énergie et révision de la PPE)

Le projet de « petite » loi énergie – qui est passé de 8 à 55 articles après son examen à l’Assemblée nationale – est examiné mi-juillet au Sénat et pourrait être définitivement adopté fin juillet en cas de validation d’un texte commun par les députés et les sénateurs. Il est entre autres inscrit dans ce texte l’objectif de « neutralité carbone » à l’horizon 2050, la fermeture des dernières centrales à charbon en 2022 et la cible de 50% de nucléaire dans le mix électrique de France métropolitaine continentale en 2035 (contre 71,7% en 2018).

Production electrique 2018
En 2018, les émissions de CO2 liées à la production électrique en France métropolitaine ont été réduites de 28% grâce aux « progressions conjuguées des productions nucléaire et hydraulique ». (©Connaissance des Énergies, d’après RTE)

  • Réduction votre empreinte énergétique et carbone

L’empreinte carbone moyenne d’un Français est de 10,8 tonnes de CO2 équivalent par an (donnée pour 2017). Elle devrait être réduite d’environ 80% d’ici à 2050 pour « parvenir aux 2 tonnes de CO2 compatibles avec l’Accord de Paris », estime Carbone 4. Le cabinet français a présenté récemment différentes actions individuelles permettant de réduire cette empreinte, tout en soulignant qu’il est « vain et même dangereusement contre-productif de prétendre résoudre la question climatique en faisant reposer l’exclusivité de l’action sur les seuls individus ».

Alors que le poids du numérique dans les consommations énergétiques et les émissions de gaz à effet de serre est de plus en plus lourd, vous pouvez notamment profiter de l’été pour diminuer drastiquement vos visionnages de vidéos en ligne. Bel été à toutes et à tous !

Actions individuelles pour réduire son empreinte carbone
En faisant preuve d’un comportement « héroïque » impliquant les 12 actions ci-dessus, un Français pourrait réduire de près d’un quart son empreinte carbone selon Carbone 4. (©Connaissance des Énergies, d’après Carbone 4)