Thread by @fmbreon

Il m'a été demandé ce que je pense du scénario "100% ENR" présenté récemment par le CIRED. Pour ceux qui ne connaissent pas, commencez par aller regarder le dossier du CIRED sur centre-cired.fr/fr/webinaire-u…

Il faut commencer par louer la transparence des auteurs. Tout est en ligne. Les hypothèses sont bien décrites, les résutats accessibles et ceux qui ont des compétences que je n'ai pas peuvent même faire tourner le modèle avec des hypothèses différentes

J'ai regardé ce scénario un peu dans le détail (cf ci-dessous). Suite à cette analyse, nous avons eu un échange visio avec deux des auteurs dont @Qperrier (avec aussi un collègue et mon étudiante de thèse @yilingcaioo)

Je tiens à dire que cet échange était plus que cordial et mes interlocuteurs avaient une attitude extrèmement positive. Ils ont répondu à toutes mes question avec honneteté, et sur la base de sources sérieuses. Un échange vraiment constructif

Bref, l'étude montre que une électricité 100% renouvelable en France est possible à l'échéance 2050, et ce pour un cout au MWh consommé qui n'est pas très différent de celui d'aujourd'hui. Bien évidemment, il y a des hypothèses que je discute ci dessous

La production repose sur de l'hydro (à peine plus qu'aujourd'hui), beaucoup d'éolien et de solaire, et un peu de biogaz. L'intermittence de l'éolien et du solaire est compensée par les pilotables (hydro et biogaz) et surtout par du stockage/déstockage.

Le stockage/déstockage, ce sont des STEP (un peu plus qu'aujourd'hui), des batteries, et de la méthanation (on fabrique du gaz de synthèse en condition de surplus, et on le brûle lorsque on en a besoin).

Rentrons dans le détail : L'hypothèse de consommation pour 2050 repose sur un scénario de l'Ademe. En annuel, c'est 10% de moins que aujourd'hui. Perso, je suis favorable à transférer les transports et le chauffage sur l'électrique (avec PAC). Donc ca me parait trop faible

Vous noterez au passage que le scénario NegaWatt, aussi regardé mais pas utilisé en nominal par les auteurs, suppose une conso nettement plus basse, et avec pratiquement pas de cycle annuel (donc pas de chauffage électrique)

Sur la figure, vous voyez que la variabilité diurne de la conso (courbes vertes) est plus forte dans le scénario de l'Ademe que pour ce qui est constaté aujourd'hui (en bas). Pourquoi ca ?

On regarde donc le cycle diurne de la consommation, et on constate que le scénario de l'Ademe suppose que le maximum de conso va se déplacer en milieu de journée, opportunément en phase avec la production solaire PV. Ca aide (un peu) la suite

Passons à la production éolienne. Les hypothèses de facteur de charge sont nettement supérieurs à ce que on constate aujourd'hui : En vert les valeurs mensuelles utilisées dans la simulation; en couleur ce qui a été observé ces dernières années

C'est surtout sur les vents faibles que on voit des différences très importantes. Cela l'explique par une hypohtèse de nouvelles turbines (dites "surtoilées") qui peuvent produire même par vent faible. Je ne suis pas compétent pour dire si une telle augmentation est crédible

Bon, en tout cas, ca donne une distribution du facteur de charge qui est très différente de ce que on a aujourd'hui,avec une production éolienne qui est beaucoup moins intermittente

On passe au PV. Là aussi, les facteurs de charge sont beaucoup plus importants que ce que on a aujourd'hui, en particulier pendant l'hiver (deux fois plus). Clairement, c'est l'hiver qui est critique, et cette production PV (très) optimiste aide beaucoup.

C'est un point sur lequel nous n'avons pas trouvé d'explication lors des échanges avec les auteurs.

Pour le stockage, il y a donc des STEP. Ce sont des installations avec deux réservoirs, haut et bas. En période de surplus, on pompe du bas vers le haut. Lorsque besoin, on turbine. Ca existe déjà. Le modèle prévoit un développement de ces installations. Coucou @BenjiLAREDO

Il y a aussi des batteries. A une échelle qui n'a rien a voir avec ce qui existe aujourd'hui. Je ne suis pas compétent pour dire si c'est crédible, ou pas (besoin de matériaux)

Et surtout, il y a du "Power-to-gaz-to-Power". C'est une techno qui se développe doucement. Le modèle suppose une efficacité de 27%, ce qui est cohérent avec les estimations que j'ai pu lire par ailleurs. Mais je ne l'ai jamais vu confirmé à l'échelle industrielle.

On mélange tout, et ca fait des profils de consommation/production qui ressemblent à ca. Ici pour une semaine favorable, avec du vent et du soleil

Et là avec une semaine plus critique en hiver. Ca passe grâce au gaz de synthèse, mais aussi grâce au solaire PV car le facteur de charge supposé est élevé comme déjà discuté plus haut.

Les hypothèses de coût sont bien décrites. Elles me paraissent optimistes, mais il est bien sur impossible d'affirmer l'évolution du coût des technos à l'échéance 2050. Il est incontestable que les couts de l'éolien et du PV ont fortement décru ces dernières années.

Certains coûts ne sont pas pris en compte. Je pense en particulier au réseau de transport. Si la prod se fait parfois grâce aux éoliennes de mer du Nord, parfois grâce au PV de la côte d'Azur, et parfois avec les STEP dans les Alpes, il va falloir développer le réseau !

Par ailleurs, le mix est optimisé sur une météo que on connait à l'avance. Il n'y a aucune marge
A l'inverse, le fait de ne pas prende en compte les possibilités d'import est un désavantage (ie ca peut permettre de passer les situations difficiles)