Etude sur les perspectives stratégiques de l’énergie

1 May 2018 Etude sur les perspectives strat giques de l nergie Synth se de l tude Synth se de l tude sur les perspectives strat giques dans le secteur de l nergie 2 Sommaire I. SYNTHESE DE L Etude L EVOLUTION DU SECTEUR DE L ENERGIE A MOYEN ET LONG TERME ..3 II. PISTES DE REFLEXION POUR LA III. ANNEXES .. 11 A. Contexte et objectifs de l tude .. 11 B. Approche m thodologique .. 12 C. R sultats de la consultation du panel d experts internationaux .. 12 D. Caract ristiques du panel d experts .. 15 E. Liste des livrables de l tude .. 15 Synth se de l tude sur les perspectives strat giques dans le secteur de l nergie 3 I.

2 Synth se de l tude L volution du secteur de l nergie moyen et long terme L tude a permis de faire ressortir une douzaine de th ses prospectives qui dressent le portrait d un secteur de l nergie largement refa onn sous l effet combin des volutions technologiques et des politiques publiques r pondant aux enjeux climatiques et sociaux. Ces th ses sont videmment formul es avec l humilit qui s impose s agissant d un exercice de prospective moyen-long terme (l horizon de temps est ici 2030/2050) : face un avenir profond ment incertain, elles constituent notre meilleure estimation sur l volution du secteur.

3 Ces th ses reposent sur une analyse approfondie des grandes tendances que conna t le secteur (voir le corpus de Monographies). Elles ont t confront es l opinion d un panel d experts internationaux du secteur (voir document de Restitution du panel d experts). Chacune de ces th ses fait l objet d une discussion plus approfondie (voir corpus de Th ses), exposant les motifs de croire en sa r alisation mais galement les raisons qui pourraient la contrecarrer. Ces douze th ses sont pr sent es ci-apr s dans une formulation synth tique. 1. [Demande d nergie finale] La consommation d nergie diminuera en Europe Alors que la demande d nergie finale l chelle mondiale augmentera, tir e par la hausse de la demande des pays en d veloppement, elle diminuera fortement en Europe et en France, y compris pour le gaz naturel, sous l effet notamment des politiques d efficacit nerg tique.

4 En Europe et en France, la demande d lectricit diminuera ou, au plus, n augmentera que l g rement et ce malgr des transferts d usages significatifs vers cette nergie (mobilit et chaleur). 2. [Mix lectriques] Les mix lectriques deviendront naturellement quasiment d carbon s gr ce la comp titivit des fili res renouvelables A l chelle mondiale, les nouvelles capacit s lectriques seront tr s majoritairement renouvelables. Au sein des pays d velopp s, des syst mes lectriques fortement d carbon s (>80%) se g n raliseront, au plus tard l horizon 2050.

5 Ces syst mes lectriques d carbon s seront comp titifs (par rapport au thermique fossile) dans les zones interconnect es comme, a fortiori, dans les ZNI o cela arrivera un horizon plus proche, en raison de la diminution des co ts de production mais galement des technologies permettant l insertion d une production fatale intermittente. 3. [R seaux lectriques] Le besoin en r seaux va cro tre alors m me que leur taux d utilisation va baisser La transition nerg tique aura un impact majeur sur les grands quilibres des r seaux lectriques, engendrant la fois un besoin significatif en r seaux (pour int grer une fraction croissante de la production renouvelable et b n ficier du foisonnement des productions intermittentes) et une baisse de leur taux d utilisation (li e l autoconsommation et la d centralisation de la production).

6 La demande apparente vue des r seaux de transport diminuera fortement du fait du d veloppement de la production d centralis e, mais les besoins en interconnexions augmenteront pour exploiter le foisonnement climatique et g ographique des ENR. Ces dynamiques contradictoires cr eront un risque d actifs chou s. Synth se de l tude sur les perspectives strat giques dans le secteur de l nergie 4 4. [Planification des r seaux lectriques] Sous peine de voir exploser les co ts du r seau, il deviendra de plus en plus n cessaire de coordonner les investissements de production et de r seaux de transport (voire de distribution) Le passage une proportion lev e d ENR repr sentera une refonte compl te des syst mes et des r seaux lectriques, n cessitant une r flexion d ensemble pour optimiser globalement les investissements dans les r seaux de transport (voire de distribution) et les moyens de production.

7 Les probl mes de congestion observ s dans des syst mes o les actifs de production sont loign s des zones de consommation (ex. fermes oliennes off-shore du nord de l Allemagne, production solaire et olienne au nord et l ouest de la Chine pour des centres de consommation industrielles l est et au sud) t moignent de l importance de ces enjeux. 5. [Flexibilit ] Le d veloppement de nouvelles formes de flexibilit r pondant aux enjeux d insertion de la production renouvelable changera la fois la nature des r seaux et leur exploitation.

8 Les besoins de flexibilit augmenteront et seront majoritairement pourvus via des outils d centralis s (stockage, effacement, modulation de consommation, batteries de VE, production d centralis e) n cessitant l agr gation d un grand nombre de points diffus ; les gestionnaires de r seau de distribution se transformeront en v ritables op rateurs, responsables d une gestion active du r seau et de l organisation de march s locaux de flexibilit . La coordination entre GRT et GRD dans l exploitation et l optimisation des sources de flexibilit (question de l optimisation globale / optimisation locale) deviendra un enjeu essentiel.

9 6. [Stockage d lectricit ] En tant qu instrument de flexibilit , le stockage par batteries deviendra une composante essentielle du syst me lectrique Le stockage massif de l lectricit , notamment par le biais des batteries de v hicules lectriques, jouera un r le essentiel pour permettre le bon fonctionnement de syst mes lectriques d carbon s avec une haute proportion d nergies renouvelables intermittentes. Il s imposera gr ce la baisse des co ts du stockage, similaire celle que le photovolta que a connue. 7. [Microgrids] L architecture hi rarchique descendante des grands r seaux voluera vers un mod le articulant des grappes de microgrids Grace l association production renouvelable distribu e et stockage par batteries co-localis , des microgrids permettant d assurer localement l approvisionnement des quartiers se d velopperont de fa on rentable l o les conditions conomiques et r glementaires le permettent.

10 Sur des zones g ographiques affect es par des v nements climatiques extr mes les Etats-Unis par exemple ils se d velopperont en raison de leur r silience, m me si leur co t est plus lev . Dans les pays mergents ne disposant pas d j d un r seau, l lectrification se d ploiera sur la base de microgrids, progressivement connect s entre eux. Sauf cas particulier (syst mes isol s, absence de r seau fiable, lectrification en Afrique dans les phases de d veloppement), ils resteront connect s au r seau principal afin de b n ficier des effets de foisonnement demande et production.