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- ENS Cachan
Auteurs
Frédéric Haas, 22 ans, est étudiant à l'université Paris-Dauphine.

Les interconnexions au secours du mix énergétique européen


vendredi 14 février 2014

Cet article de Sébastien Phan et Frédéric Haas a remporté le 1er prix du concours "Génération énergies". Il souligne l'importance des interconnexions entre réseaux électriques européens et la nécessité de prévoir un régulateur européen.


Le concours Génération énergies est organisé par "la chaîne Energie", SIA-Partners et RTE. Nous diffuserons les articles des dix premiers lauréats.

Le London Array - plus grand parc éolien offshore au monde - inauguré en juillet 2013 au large de l'Angleterre relance la problématique d'intégration des réseaux électriques européens. En effet, accroître les capacités aux interconnexions est indispensable pour assurer des débouchés aux surplus de production éolienne. Or, en dépit de l'adoption d'objectifs contraignants à l'échelon communautaire à travers le 3e paquet énergie-climat, les transitions énergétiques sont décidées essentiellement de façon unilatérale, sans prise en compte de la diversité et de la richesse des mix énergétiques nationaux.

L'intermittence des énergies renouvelables au cœur du problème

   
Outre leur vertu écologique, les énergies renouvelables actuelles se caractérisent par leur production intermittente. En Allemagne, la puissance disponible des renouvelables peut varier au cours de la même semaine entre 0,7 et 31 GW (1). A titre de comparaison, l'ensemble des centrales thermiques françaises (hors nucléaire) représente 27GW. En l'absence de technique de stockage efficace, les énergies intermittentes doivent être instantanément remplacées par une puissance électrique équivalente lorsqu'elles cessent de produire. Ce problème ne peut être résolu qu'en renforçant les réseaux.

    Bien que des interconnexions relient tous les Etats-membres, elles demeurent largement sous-dimensionnées par rapport aux flux croissants d'énergie échangés entre pays. En 2012, les interconnexions France-Allemagne ont connu plus de 2500 heures de congestion, provoquant un décrochage des prix préjudiciable aux consommateurs. RTE et la Commission Européenne ont respectivement estimé que le réseau français nécessiterait entre 8GW et 18GW d'interconnexions supplémentaires d'ici 2020 pour absorber les flux électriques à ses frontières.

    Les problèmes techniques sont renforcés par l'essor des énergies renouvelables dont l'intermittence est responsable de la volatilité croissante des prix. A elle seule, l'Allemagne possède désormais 60GW de capacités intermittentes pour une demande médiane ne dépassant pas les 55GW. Ce surplus de production est alors évacué vers ses voisins... lorsque les capacités aux interconnexions le permettent !

     Afin d'éviter les congestions aux interconnexions, les régulateurs de réseaux mettent progressivement en place des couplages de marchés. Ces mécanismes optimisent les transactions frontalières et égalisent les prix entre les différentes zones, créant ainsi un marché unique.

Un réseau européen au service de la production

    Le renforcement des réseaux nationaux et internationaux doit tout d'abord permettre le foisonnement des énergies renouvelables. Plus le nombre de sites raccordés au réseau est important, plus les aléas des énergies intermittentes se compensent les uns les autres, par exemple grâce aux régimes de vent différents entre la région méditerranéenne et la mer du Nord. Les interconnexions constituent ainsi une alternative au développement de capacités de back-up (2), nécessaire actuellement pour compléter les productions éolienne et solaire.

   Les interconnexions sont surtout un moyen d'optimiser les complémentarités entre des technologies faisant appel à des ressources primaires différentes. Ce principe, au cœur du futur mix énergétique européen, est d'ores et déjà mis en œuvre au sein du marché Nordpool dans une stratégie de court terme : le Danemark exporte le surplus électrique issu de ses grandes capacités éoliennes et importe pour combler le déficit de production lorsque le vent est absent.

Parallèlement, la Norvège qui bénéficie d'un fort potentiel hydroélectrique achète l'excédent danois pour économiser son eau et fournit de l'électricité quasiment « sur demande » (3) lorsque la consommation danoise le requiert. La combinaison des spécificités énergétiques nationales est économiquement intéressante pour chaque partenaire et constitue surtout un facteur clé du développement du mix énergétique européen. Il existe aussi des complémentarités de long terme : ainsi à l'échelle des saisons, vent et soleil se compensent, le productible éolien étant plus important en hiver et le productible solaire plus important en été. On peut dès lors imaginer une alternance saisonnière des flux électriques entre le Nord et le Sud de l'Europe.

Un réseau européen au service de la demande

    Du côté de la demande, une meilleure intégration des réseaux permet de lisser les pics de consommations et rend ainsi le mix énergétique européen plus soutenable. En effet, le pic de consommation allemand intervient une heure avant le pic français (18h contre 19h). Améliorer les capacités d'interconnexions permet de rationaliser la production : avec un réseau européen parfaitement interconnecté, les producteurs français et allemands répondraient conjointement aux deux pics de consommation, évitant ainsi de surinvestir pour satisfaire individuellement la demande. De même, la thermosensibilité des Français est supérieure à celle des Allemands. Ainsi lors de la vague de froid de février 2012, le prix du MWh a atteint des records en France (4) alors même que l'Allemagne avait des moyens de production de production disponibles mais bloqués par la congestion des interconnexions.
  
Vers un régulateur européen ?

    L'interconnexion des réseaux et l'intégration des marchés resteront une utopie en l'absence d'une véritable coordination européenne. Pour l'heure, les réseaux électriques demeurent encore majoritairement nationaux, car les coûts de construction et de fonctionnement des infrastructures reposent sur les seuls régulateurs domestiques. La Commission Européenne a récemment décidé une aide de 5,85 milliards d'Euros à destination de 250 « projets d'intérêt commun » (5), sans toutefois prévoir une harmonisation communautaire des actions, ce qui jette  un voile sur l'efficacité des fonds engagés.

    Dès lors, la concrétisation d'un réseau intégré requiert la création d'un régulateur européen. Celui-ci aurait pour mission d'encadrer  le financement,  la mise en œuvre et le suivi des interconnexions, et serait ainsi le pilote d'une transition énergétique harmonisée.

NOTES
1. En mars 2012, au cours de la même semaine, la production photovoltaïque a atteint un pic de 19,2GWh et un plancher de 0GWh, tandis que la production éolienne a atteint un pic de 15,5GWh et un plancher de 0,2GWh. Source, EEX.
2. Les capacités de back-up correspondent aux capacités de pointe supplémentaires indispensables pour maintenir la puissance garantie lors des défaillances des énergies intermittentes.
3. Le coût marginal de l'hydraulique est proche de zéro.
4. Le MWh sur le marché de gros a atteint le prix de 1938,5€ le 9 février 2012 à 10h.
5. Ils sont définis par la CE comme étant « des projets d'infrastructure essentiels, qui aideront les États membres à intégrer physiquement leurs marchés de l'énergie, leur permettront de diversifier leurs sources d'énergie et contribueront à mettre un terme à l'isolement énergétique de certains d'entre eux ».

SOURCES
* Allemagne, une correction à court terme s'impose, Daniel BORJA, Enerpresse n°10937, 28/10/2013.
* Quelle politique européenne pour les réseaux électriques ?, Marc GLITA et Aurélien GAY, ESKA Annales des Mines - Responsabilité et Environnement n°69, 01/2013.
* Les caractéristiques des énergies intermittentes sont-elles problématiques ? Les particularités techniques du solaire et de l'éolien, Jean-Louis BAL et Cédric PHILIBERT, ESKA Annales des Mines - Responsabilité et Environnement n°69, 01/2013.
* Coûts associés à l'insertion des ENR intermittentes dans le système électrique, F. ROQUES et R. CRASSOUS, Contribution au DNTE, 2013.
* Réseaux et subventions : les pièges cachés des énergies intermittentes, Marc GLITA et Aurélien GAY, L'association des amis de l'Ecole de Paris, Le journal de l'école de Paris du management n°101, 03/2013.
* Energies nucléaire et renouvelables. Effets systémiques dans les réseaux électriques bas carbones, Synthèse, OCDE-AEN, 2012.
* Chapitre 7: L'équation énergétique non résolue en Europe, Jan Horst KEPPLER, dans Les nouveaux défis de l'énergie, Patrice GEOFFRON, Jean Marie CHEVALIER, Economica, 2013.
   
SOURCE DE L'ILLUSTRATION
* Schéma construit à partir des données de la CRE.
   
   
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14 commentaire(s)
[1]
Commentaire par Tilleul
vendredi 14 février 2014 13:31
L'inteconnexion n'est pas la seule et unique solution : le choix se fait entre interconnexion, boucle énergétique locale ou batteries... Typiquement l'import/export n'est pas nécessaire pour équilibrer le réseau électrique Danois et continuera à ne pas être nécessaire même avec les 50% d'éolien qu'ils vont avoir. Pour ça ils mettent en place la convergence des réseau élec/gaz/chaleur au niveau local qui est tout aussi efficace que l'interconnexion au niveau européen. En gros la différence, convergence des réseaux : valable en 100% enr mais pas en fossile car il produit des acteurs trop petits pour négocier avec Gazprom. Interconnexion : interdiction d'intervention de l'état dans la politique énergétique du pays (plus de PPI, revente des parts d'EDF, plus de péréquation). Batteries : plus cher que les deux autres aujourd'hui mais continue à baisser.
[2]
Commentaire par pk
vendredi 14 février 2014 14:58
Réserves hydraulique (naturelle en barrage, ou STEP), batteries comme cela est dit ci dessous, mais aussi stockage hydrogène solide, centrale de compression d'air, etc etc ... Il faudrait que nos étudiants , ne se se laissent pas trop guider par les appétits des multinationales. Et vant toute chose, les productions locales, notamment en Bretagne , en mix, méthanisation , éolien terrestre, et barrage de Guerlédan.. Il faut surtout déconnecter les réseaux politico financier, avant de persévérer vers le tout concentrationnaire en réseaux THT ..
[3]
Commentaire par Gépé
vendredi 14 février 2014 16:39
Bonne étude. Je pense qu'il conviendrait de prendre en compte les tarifications de l'énergie suivant les lieux d'utilisation. Je ne suis pas sur que la notion de prix marginal soit encore la règle, mais plutôt la notion de concurrence.
[4]
Commentaire par papijo
vendredi 14 février 2014 23:23
@Tilleul - Vous avez sur ce site:
[5]
Commentaire par papijo
vendredi 14 février 2014 23:33
Je redonne l'adresse du site en espérant qu'il va passer: http://www.nordpoolspot.com/Market-data1/Elspot/Flow1/Flow/KEY/Norway1/. Vous trouverez les échanges du Danemark (DK) avec la Suède (SE) et la Norvège (NO). Vous pourrez dire à ceux qui vous ont fait croire que le Danemark n'a pas besoin d'échanger avec ses voisins qu'ils se sont bien moqués de vous ! En cherchant sur le même site, vous trouverez les prix spot dans chaque zone. Vous verrez ainsi que demain soir par exemple le prix de la zone DK1 (sauf erreur, l'ouest du Danemark) tombe à 0,08 E/MWh. La raison, vraisemblablement beaucoup de vent et sachant que les éoliennes doivent vendre à 150 ou 200 E/MWh de bonnes affaires pour les exploitants ... sur le dos de qui ?
[6]
Commentaire par Hervé
samedi 15 février 2014 00:59
Pour rappel @PK les "productions locales" de la Bretagne sont ridicules comparés à la consommation de cette région. RTE publient les chiffres c'est sans appel. Les bretons ne veulent pas de centrales, ni nucleaire ni au gaz mais consomment l?énergie qui provient des autres régions. Ils ne veulent pas payer l'ecotaxes, les autres la payeront a leur place. Et que dire de leur agriculture, le modèle de ce qu'il ne faut pas faire. Mais bien sur c'est pas leur faute...A, ces bretons...
[7]
Commentaire par Hervé
samedi 15 février 2014 01:11
Pour revenir au sujet, assez bon article, Mais en plus des interconnections, il faudra aussi un grand renforcement des réseaux en général. Une des causes principales de la saturation des interconnections allemandes est la faiblesse de leur réseau national qui n'a pas été mis au niveau pour transporter l?énergie produite au nord vers le sud, du coup ça passe par chez les voisins. Le foisonnement des ENR est un gros consommateur de transport longue distance, qui est aussi, contrairement a ce qu'on peut lire plus bas, la méthode de loin la plus économique pour augmenter la part des énergies renouvelables dans le mix.
[8]
Commentaire par patrig k
dimanche 16 février 2014 12:00
@Hervé ... Décidément, vous persévérez dans la démagogie, et le propos stupide. Depuis quand les régions techniques en réseau de RTE sont calquées sur les régions administratives. La Région Ouest RTE , c'est 19 départements du grand ouest ... Ces chiffres que vous citez , ne prennent pas en compte La Loire Atlantique ( Pétain et sa refondation de la République) , dès lors le chiffre de 10% passe à 35%. Montoir de Bretagne ( qui n'est plus en Bretagne depuis la collaboration d'avec les nazis) , qui est l'un des ports les plus conséquents pour le gaz depuis l'Algérie , Qatar, Nigéria et qui fournit les chaudières de la région parisienne quand il le faut. [ ... Les bretons ne veulent pas de centrales,.. ] Les bretons ne veulent pas de centrales à fossiles ni nuck, car la Bretagne à un potentiel de développement ENR, hydrolien notamment, et estimé à 3500 MW , ce qui vous fera pâlir de honte dans moins de 15 ans. [ ... Et que dire de leur agriculture, le modèle de ce qu'il ne faut pas faire.... ] Là encore, le spot idiot. Il n'y a pas de modèle breton, il y a un modèle productiviste ici comme ailleurs, qui n'a pas été choisis par les bretons, mais par les business man de l'agro-alimentaire, et dans un contexte ou il fallait nourrir la France (1950-60). Ce qui du reste à fournit le jambon de paris qui n'existe que dans votre esprit binaire ...
[9]
Commentaire par icabaru
dimanche 16 février 2014 15:24
Avec ce que les Vénézuéliens mettent au point, il n'y aura bientôt plus besoin d'interconnexions ni de lignes à très haute tension... Il semble par contre que personne ne s'y intéresse en Europe et nous savons bien pourquoi, la finance est plus importante que l'avenir du "bon peuple"! La solution est sous youtube: ENERGY HIGH TECH FROM VENEZUELA
[10]
Commentaire par Hervé
dimanche 16 février 2014 23:30
@Pk, Les frontières de la Bretagne ne sont pas clairement établies, chaque commentateur y va de ses analyses et c'est peut être mieux comme ça. Je veux juste dire que les bretons (disons les habitants du secteur) essayent de refourger aux régions voisines tout ce qui pollue. C'est vrai qu'avec ce qu'ils ont fait en agriculture, on peut considérer que le quota est atteint mais bon... Dans le monde agricole, ils ont cette réputation. Tout n'est pas nickel ailleurs mais chez vous c'est particulièrement concentré... Dans mon coin c'est blindé d'éoliennes mais si on se sépare du réseau, je ne pourrais plus vous lire tous les jours.
[11]
Commentaire par patrig k
lundi 17 février 2014 13:49
@ Hervé vous écrivez [ Les frontières de la Bretagne ne sont pas clairement établies, ... ] Voilà l'expression délirante, ce terme est plus que mal approprié " frontières". Je redis , les régions techniques des réseaux RTE et centrales associées, n'ont strictement rien à voir d'avec celles administratives. Les statistiques données au sujet des consommations par régions, n'ont que de valeurs indicatives, mais ne servent pas pour remanier ou non, des équipements de production des régions ou zones techniques. A ce propos, Plogoff n'a pas été mis en chantier, et pourtant la Bretagne n'a pas connu d'évènement de coupure majeur à ce sujet, si ce n'est un délestage, lié au gel de la Loire et des arrêt de tranche nucléaire et de Montoir de Bretagne ( qui n'est plus en Bretagne administrative depuis Pétain - faut il en déduire que vous en etes un fan ? ) ..Par ailleurs, l'entretien des lignes et éclaircissement des arbres pour prévenir les tempêtes, a été délaissé depuis 5 à 6 ans. Et depuis nous connaissons plus de coupure de rupture, que liée au manque de production. Vos propos sur les bretons et l'agriculture, sont ineptes et stupides, car comme pour le nucléaire, les bretons n'ont jamais choisis ce modèle là, pas plus que la concentration des productions en général. Vos limites au débats sont atteintes ... Je vous laisse à vos turpitudes ...
[12]
Commentaire par Hervé
mardi 18 février 2014 19:27
Ils ont pas choisi? A bon? A Plogoff les manifestants n'étaient pas bretons? Idem pour le renforcement du réseau? (ça, il est vrai qu'on s'en tape, c'est vous qui serez les premières victimes...). Sinon c'est sur que plogoff ne vous manque pas puisque c'est les autres centrales dans les autres régions qui vous alimentent...
[13]
Commentaire par patrig k
mercredi 19 février 2014 16:07
@ Hervé [ ... A Plogoff les manifestants n'étaient pas bretons? ... ] Votre méconnaissance de cette portion d'histoire politique est ici révélée. D'une part, il est évident que les manifs bretonnes ( des manifs antinucléaire qui rassemblaient bien au delà de la Bretagne) au sujet de Plogoff, ont eu pour effet de stopper ce chantier, mais pour des raisons uniquement électoralistes. Je tiens à vous rappeler tout de même, que Millerand doit à cette région, une bonne partie de son élection de 1981, ce fin stratège avait détecté ici, le lieu d'un basculement du centre droit vers un social centre. Mais tout cela vous échappe, votre lecture techniciste du monde, est aussi un révélateur de lobby nucléaire, puisque seule le mécanisme importe ... sans se soucier de ce qu'est le genre humain, et le sens du politique, qui malheureusement suit vos dogmes, 0/1 et compta ... ce qui ne pourra durer longtemps , on entre aperçoit ici ou là les failles ... [ ... c'est les autres centrales dans les autres régions ... ] Le déni est un caractère obtus , la Région Parisienne c'est de même, 10% de production mai pour plus de 12 millions d'individus au lieu de 3.5 millions en Bretagne, et pourtant cela ne vous chagrine pas, .... " UNE & INDIVISIBLE" + péréquation ...
[14]
Commentaire par Hervé
jeudi 20 février 2014 19:13
Je ne croit pas avoir écrit qu'une région devait s'autosuffire. Par contre quand vous vous écrivez que la Bretagne peut s'auto-suffire avec des ENR c'est complétement faux (en volume et en équilibre) ! C'est pour cela que j'ai réagit. Plogoff politique oui bien sur, vous ne m'apprenez rien, comme SPX... Le politique n?hésite pas à claquer des milliards ou mettre en péril l'avenir du pays pour satisfaire son besoin électoral. C'est un des inconvénients de la démocratie, mais comme le soulignait Churchill... Le technicien réalise, le politique fait n'importe quoi, l'écolo rêve, ainsi va le monde. Par contre supprimez les ouvriers et les techniciens, tous les autres crévent la faim, mais bon...
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