Les autres solutions

SMART GRID ET GLOBAL GRID

Des solutions pour atténuer ou supprimer le problème d’intermittence des énergies renouvelables (sans stockage et sans backup thermique ou hydraulique).

FAQ

SMART GRID

Que sont les Smart Grids?

Les Smart Grids sont un ensemble de moyens (compteurs électriques intelligents)  et de règles (réglementation) qui permettent de réduire le déséquilibre temporel entre l’offre et la demande d’électricité.

Est-ce que les Smart Grids peuvent supprimer le problème d’intermittence des énergies renouvelables?

Non, par contre ils peuvent l’atténuer en réduisant le besoin de recourir à des backups thermiques (problème des émissions de CO2) et/ou le besoin de capacités de stockage d’énergie (problème de coût).

 

GLOBAL GRID

Qu’est ce que le Global Grid?

Le Glogal Grid est un projet qui consite à relier entre elles, avec des lignes électriques, des zones de production d’électricité éloignées entre elles, et des zones de consommation éloignées entre elles afin de réduire, voire de supprimer le déséquilibre temporel entre l’offre et la demande en le compensant par le « déséquilibre » spatial qui existe à l’échelle de la planète.

Qu’est ce que le Global Grid, concrètement?

Variation temporelle de la production: Lorsqu’il y a du soleil dans le Sahara (à midi en été), le surplus d’électricité solaire qui pourrait y être produite à bas coût pourrait être consommée au même instant  par un consommateur se trouvant aux Etats – Unis. A l’inverse, un peu plus tard dans la journée, les fermes solaires texanes pourraient par exemple, fournir de l’électricité au consommateur marocain.

Variation temporelle de la consommation: New York consomme plus d’électricité à 20h qu’à 4h du matin. Il en va de même à Tokyo. Mais lorsqu’il fait nuit à Tokyo, il fait jour à New York. A l’échelle de la planète, les variations de consommation sont donc plus faibles.

Saisonnalité de la production: Les fermes solaires produisent plus d’électricité en été qu’en hiver mais les saisons sont inversées entre les deux hémisphères. Il est donc possible de créer des capacités de production solaire de façon équilibrée dans les deux hémisphères et de transporter une partie de l’électricité du sud vers le nord pendant l’été septentrional (la consommation étant plus faible dans l’hémisphère Sud).

Saisonnalité de la consommation: Dans les pays tempérés, la consommation d’électricité est plus importante en hiver (chauffage) qu’en été, alors que dans les zones plus proche de l’Equateur, la consommation d’électricité est plus importante en été (pompage agricole dans les zones arides, climatisation). Ces phénomènes sont inversés entre les deux hémisphères.

Le Global Grid est il réaliste techniquement?

Oui, puisqu’il s’agit de produire de l’électricité avec des moyens renouvelables intermittents (solaire, éolien) dont la technologie est éprouvée. Il s’agit aussi de transporter de l’électricité sur de longues distances avec des câbles sous marins en courant continu. Cela se fait déjà sur des centaines de kilomètres (exemple Norned 580 km), avec des puissances importantes (exemple SAPEI > 1 GW) et à des profondeurs importantes (exemple COMET > 1400 mètres).

 

Le Global Grid est il réaliste économiquement?

Concernant le coût de production, le Global Grid est économiquement très avantageux puisqu’il permet de produire de l’électricité solaire là ou elle est la moins chère (Par exemple, 3x moins cher en Egypte qu’en Allemagne) et de l’électricité éolienne là ou elle est la moins chère (par exemple, 2x moins chère au Texas qu’en France).

Concernant le coût de transport, un rapide calcul (extrapolation de projets existant) montre qu’il est viable par rapport au coût actuel de l’électricité:

Extrapolons le projet Norned qui relie la Norvège aux Pays Bas avec une ligne à courant continu (HVDC), il a coûté 600 M€ pour débiter 700 MW, sur 580 km avec une tension de 450 kV. 600/700/580= 1450 €/km/MW. En doublant la tension (ce qui est réaliste puisque plusieurs lignes de près de 1000 kV existent), on peut ramener le coût à 700 €/km/MW. La distance entre deux continents varie de 2000 à 9000 km. En prenant en exemple, une distance de 5000 km (New York – Porto), on aurait un coût de 3,5 M€/MW, c’est à dire un investissement moins cher qu’une centrale nucléaire ou qu’une ferme solaire ou éolienne (en intégrant la correction du facteur de charge).

Les pertes d’électricité liées au transport seraient 5 à 10 x supérieures à une ligne conventionnelle mais resteraient acceptables (environ 10 à 20 % de pertes sur 5000 km) soit une performance nettement supérieure à la plupart des systèmes de stockage d’énergie. De telles pertes pourraient être compensées en augmentant la taille des fermes éoliennes ou solaires, sans que cela n’affecte la viabilité économique (puisque le coût de ces moyens de production seraient plusieurs fois inférieurs au coûts actuels, du fait d’une implantation optimale).

En coût total (investissement + maintenance):

Eolien (facteur de charge 35%): 3 à 5 c€/kWh,

Solaire (facteur de charge 25%): 4 à 6 c€/kWh,

Transport HVDC 900 kV: 1 c€/kWh/1000 km

Pertes (transport): 0,3 à 1,2 c€/kWh

Total (éolien ou solaire + transport + pertes)

– Pour 3000 km: 10 à 16 c€/kW

– Pour 6000 km: 13 à 19 c€/kWh

 

A titre de comparaison, voici le coût de production de l’électricité par source:

Groupe électrogène diesel: > 30 c€/kWh

Charbon (importé): 10 à 13 c€/kWh

Nucléaire: 9 c€/kWh

Charbon (production locale): 6 à 10 c€/kWh

 

S’il était développé, le Global Grid ne génèrerait-il pas des problèmes de dépendance énergétique?

Le Global Grid ne génèrerait pas de problèmes de dépendances énergétiques (contrairement aux flux de combustibles fossiles) mais plutôt d’INTER dépendance. De plus ça serait plutôt une opportunité qu’un risque, car ça contribuerait à stabiliser les échanges. Chaque région passerait du statut de fournisseur à celui de client toute les 12 heures en moyenne (pour les flux Est – Ouest) et tous les six mois (pour les flux Nord – Sud). Toutes les régions perdraient à saboter un tel système.

Par ailleurs, les calculs économiques réalisés ci-dessus ont été faits pour des lignes de 700 MW (soit la puissance qu’une petite centrale électrique). L’intensité des flux électriques intercontinentaux se chiffreraient en centaines de GW, de quoi multiplier d’autant le nombre de lignes pour chaque « canal » (sans compromettre les hypothèses économiques avec un effet d’échelle) et ainsi réduire considérablement les conséquences d’une panne sur une ligne.

 

Le Global Grid nécessiterait un accord mondial et ne pourrait être développé qu’en une fois?

Non, le Global Grid peut être mis en œuvre progressivement, avec des tranches de moins de 700 MW (sans compromettre les hypothèses économiques citées ci-dessus) voire des puissances bien inférieures. Une première tranche serait donc économiquement viable avec un investissement « global » de quelques milliards d’euro (le prix d’un réacteur nucléaire).  Le Global Grid pourrait donc être supporté financièrement par une seule entreprise énergétique de taille importante, ou par un consortium d’entreprises de taille plus modeste ou encore par des entreprises généralistes et innovantes  souhaitant diversifier leur activité sur un projet « historique » (Tesla, Google, etc.).