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Nouveau Model d'Electrification

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Rapport d’étude d’un nouveau modèle d’électrification rurale.

 

Introduction : Conditions nécessaires à l’investissement optimisation d’électrification rurale.

 

Il n’est pas inutile de rappeler les conditions nécessaires à ce résultat.

 

Premièrement, la concurrence entre investisseurs dans les moyens de production doit être parfaite.

 

Cette hypothèse est rarement vérifiée en pratique.

 

Toutefois, dans de nombreux marchés, suffisamment d’investisseurs sont présents pour que l’industrie soit considérée et quasi-concurrentielle.

 

De plus, les autorités de la concurrence sont créées précisément pour s’assurer que les industries sont concurrentielles.

 

Deuxièmement, la construction de nouveaux moyens de production doit être libre.

 

Là encore, les autorités de la concurrence et les régulateurs sectoriels sont responsables de garantir qu’aucune barrière n’est érigée à l’entrée de nouveaux moyens de production d’énergie pour arriver aux objectifs d’électrification.

 

Un volume d’électricité produit ne peut être acheminé jusqu’au consommateur final sans pertes.

 

L’essentiel de ces pertes est lié au passage du courant électrique dans les matériaux conducteurs qui lui opposent une résistance : cela provoque une perte d’énergie qui se traduit par un dégagement de chaleur.

 

Ce phénomène est appelé effet Joule.

A puissance délivrée égale, plus la tension est élevée et l’intensité réduite, plus les pertes en lignes (proportionnelles au carré de l’intensité) sont faibles.

 

Le courant transite donc sur les lignes électriques à haute et très haute tension sur le réseau de transport d’électricité. Sur les réseaux de distribution (acheminement à la plupart des consommateurs finaux), la tension est réduite et les pertes sont donc plus importantes.

 

Sur ces différents réseaux, le courant alternatif est utilisé en partie pour cette raison : il permet d’élever les tensions, de réduire les intensités donc de limiter les pertes.

 

Incitations à court et à long terme :

 

La réflexion académique sur la tarification du réseau de transport s’est tout d’abord concentrée sur le premier point.

 

La théorie économique suggère en effet qu’il faut commencer par s’assurer que les prix spots reflètent effectivement le cout d’opportunité de produire un bien.

Dans le cas des réseaux électriques, le problème semble a priori difficile, pour deux raisons :

 

1. la capacité de transit sur les lignes de transport étant fixe, celles-ci sont congestionnées une partie du temps. Lorsque cela se produit, il est impossible d’´échanger plus de kilowattheures entre les extrémités de la ligne,

 

2. les kilowattheures se déplacent sur les réseaux en suivant les lois de la physique, et non pas les contrats commerciaux.

 

Par exemple, une partie de kilowattheures produits en France et vendus en Allemagne transite par la Belgique, une autre par la Suisse.

 

En Afrique le déploiement de production renouvelable va profondément modifier les flux d’énergie, et les rendre plus variables.

 

Il faudrait donc modifier profondément la topographie du réseau pour accommoder ces nouveaux flux et permettre d’utiliser plus d’énergie RENOUVELABLES dans le mixte énergétique.

 

Mais, l’acceptabilité des infrastructures en général et des lignes de transport en particulier, il sera très couteux voire impossible de mettre en œuvre l’ensemble de ces modifications.

 

Comme avec les EnR tous les pays voisins produiront en même temps l’énergie solaire, il n’y aura pas de possibilité comme en Europe de réseaux interconnectés pour produire au Sénégal, vendre au Mali transité par la Guinée, une autre par la Mauritanie.

 

 

Alors comment trouver un équilibre global à chaque instant ou la production sur l’ensemble du réseau doit être égal à la demande sur l’ensemble du réseau, plus les pertes thermiques ?

 

5. Coûts du réseau selon les niveaux de tension

 

Les coûts d'exploitation du réseau se composent de plusieurs éléments, liés tantôt à la puissance, tantôt à l'énergie, et qui dépendent par ailleurs des prestations générales :

 

Ces éléments découlent -

de l'utilisation du réseau (puissance et énergie) –

De la maintenance du réseau (installations en fonction de la puissance et de l'énergie) –

Des déperditions sur le réseau (énergie) –

Des prestations fournies par le réseau (en général) –

Des dispositifs de mesure et des mesures (services) –

Des couts résiduels

De l'accès au réseau (en général) Ces éléments comprennent les coûts qui dépendent de l'investissement, de l'entretien, de l'administration et de l'utilisation (pertes).

 

Le problème est de déterminer le prix et la capacité qui maximise le surplus net, sous la contrainte que la production est (égale à la demande) demeure inferieure à la capacité installée.

 

Pour faire court les profits réalisés durant les heures de pointe permettent de financer entièrement le parc de production optimal.

 

Par conséquent, l’optimisation à comme condition l´équilibre qui passe par une boucle locale et limite la difficulté finale pour la couverture des couts du réseau.

Système de congestion et mécanisme d’ajustement.

 

Un énergéticien dispose de réserves de puissance mobilisables pour contribuer à maintenir l’équilibre entre la production et la consommation d’électricité : des services système (réserves primaire et secondaire) et le mécanisme d’ajustement (réserve tertiaire).

 

D’autres services système existent par ailleurs, notamment pour assurer le réglage de la tension et la remise en fonctionnement du réseau après un incident majeur, mais comment mettre en place des systèmes d’ajustement efficients sur des petits réseaux ?

 

Si nous ne pouvons pas augmenter la production, il faut réduire la demande pour que les flux soient égaux à la capacité de la ligne ? Ça se complique.

 

Efficacité à long-terme

 

Les problématiques d’investissement dans les marches de l’électricité sont extrêmement complexes, en particulier la coordination entre investissement dans les moyens de production (et centres de consommation) d’une part, et dans les réseaux d’autre part.

 

La première difficulté est la temporalité : l’investissement en production précède-t-il ou soit-il l’investissement dans les réseaux?

 

La réalité est multiforme.

 

Les ajouts majeurs aux réseaux demandent une longue période de gestation, de l’ordre de la dizaine d’année, alors que la mise en service de centrales au gaz demande trois ou quatre ans à peine.

D’un autre côté, le développement d’une centrale nucléaire prend plus de dix ans, alors que de nouveaux moyens de production peuvent ˆêtre raccordes en quelques mois.

KERATIS Environnement, considère qu’il faut mettre en place un processus d’investissement dynamique et propose l’alternative à l’aide d’un couplage solaire à concentration au plus près du besoin, dont l’architecture est modifiée pour réduire les coûts, augmenter les rendements et température. La nouvelle génération permet STOCKAGE INTEGRE et production de gaz de synthèse en produisant de l’hydrogène et en couplant avec des hydrocarbures secondaires (plastiques) et fioul lourd sans pollution, on obtient une énergie propre et un mixte 100% renouvelable.

 

 

En conclusion :

 

Le déploiement de flux renouvelables va profondément modifier les flux énergétiques des réseaux et les rendent plus variables.

 

Les modifications seront très couteuses, voire impossible à mettre en œuvre.

 

Pour mettre en place des tarifications il faut au préalable présenter un équilibre entre l’offre et la demande locale.

 

En électrification rurale la technologie utilisée joue un rôle important sur le coût de production, alors il est essentiel de faire un choix entre la modification des décisions d’investissements (équipements innovants) ou les décisions opérationnelles (stratégie) sur la base des anciennes technologies.

 

En sachant que les coûts résiduels de productions sont répercutés sur les consommateurs, c’est pour ces raisons qu’il est important de limiter la construction de réseaux filaires et de fonctionner le circuit en boucle locale avec un système de stockage efficient à faible coût et des équipements de production d’énergie adaptés aux respects environnementaux avec les ressources énergétiques locale. 

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