f 16 - l’autoconsommation : un outil au service de la ... · un smart grids - prototype smart zae...

F 16 - L’autoconsommation : un

outil au service de la planification

énergétique des territoires ?

Présentation ARENE

Janvier 2017

2

Programme

Définitions

Modèles

Echanges

3

ARENE Île-de-France Agence régionale de l’environnement et des nouvelles énergies

Sensibilisation

Réseaux

Expertises

Accompagnement

4

Définitions Définition générale autoconsommation : On peut parler d’autoconsommation lorsque l’électricité photovoltaïque produite est consommée par le producteur. Le taux d’autoconsommation Le taux d’autoconsommation correspond à la part de production d’électricité photovoltaïque qui est consommée sur place instantanément par rapport à la production totale du système photovoltaïque. Autoconsommation (%) = Production PV consommée sur place / production totale PV Définition autoproduction : Part de la consommation qui est produite sur place par rapport à la consommation totale du bâtiment. Le taux d’autoproduction Le taux d’autoproduction correspond à la part de consommation d’électricité qui est produite instantanément sur place par l’installation photovoltaïque. Autoproduction(%) = Consommation produite sur place (PV) / consommation totale du bâtiment

5

Définitions

6

Contexte favorable à l’autoconsommation Plusieurs facteurs favorisent le développement de l’autoconsommation à partir de structures PV - La compétitivité croissante de l’énergie solaire Baisse des coûts de fabrication des panneaux de 80% au cours des 15 dernières années - Des éléments conjoncturels : hausse du prix de l’électricité distribuée ; parité réseau avec le coût de

production de l’électricité photovoltaïque ; modification des tarifs d’achat de l’électricité photovoltaïque ; la fin du surcoût pour la pose d'un 2ème compteur avec la pose du Linky

35% de hausse en 7 ans // parité réseau à l’horizon 2020 // décret sur les nouveaux tarifs d’achat en préparation

- Des appels à projets régionaux pour le développement du photovoltaïque Exemple Région Occitanie / Pyrénées-Méditerranée

- Un appel d’offres national en cours lancé par la CRE portant sur la réalisation et l’exploitation

d’Installations de production d’électricité à partir d’énergies renouvelables en autoconsommation (100 à 500 kW dont 50% de la production est autoconsommée)

72 projets retenus lors de la première période

- Des exemples pionniers en fonctionnement et de nouveaux projets en développement

7

Exemple d’autoconsommation spontanée totale : Hypermarché Leclerc de Pineuilh en Gironde - Puissance 500 kWc - Production : 580 MWh par an (taux

d’autoconsommation est de 99 %, taux d'autoproduction de 13%)

- Coût de l'installation 1 160 000 € (1,6€/Wc) - Economie annuelle 72 000 € - Temps de retour 10 ans

Des exemples pionniers

8

Exemples de modèles d’autoconsommation spontanée totale : Station d'épuration de Rennes Nord de Betton (exploitation SAUR ; propriétaire SIARN) - Puissance 146,25 kWc - 585 modules photovoltaïques de 250 Wc

unitaire - Production : 165 600 kWh par an (taux

d’autoconsommation est de 100 %, taux d'autoproduction de 6 à 8%)

- Coût de l'installation 197 000 € (1,35 €/Wc)


9

Autoconsommation spontanée et pilotée par un smart grids - Prototype SMART ZAE (COFELY INEO) (Projet Investissement d’Avenir ADEME) Des panneaux solaires Des éoliennes Stockage par volants d’inertie Stockage par batteries lithium-ion Réseau à courant continu Onduleur réseau 175kVA à haut rendement. Système de management de l’énergie en J-1 et J Taux d’autoconsommation et d’autoproduction variable.


1

0

Un contexte réglementaire qui valide les

initiatives Ordonnance n° 2016-1019 du 27 juillet 2016 relative à l’autoconsommation d’électricité Cible : • Producteur consomme tout ou partie de l’électricité produite par son installation • Fourniture d’électricité entre un ou plusieurs producteurs et un ou plusieurs

consommateurs sur une même antenne basse tension du réseau de distribution liés entre eux au sein d’une personne morale (coopérative, association, syndicat de copropriétaires, etc.)

Spécificité des « boucles locales » • La CRE doit définir un tarif d’utilisation des réseaux publics pour les installations de

production < 100 kWc • Au producteur de déclarer la répartition de la production autoconsommée entre les

consommateurs • Le gestionnaire de réseau est responsable d’établir les index de consommations si le

consommateur possède plusieurs fournisseurs

1

1

Ordonnance n° 2016-1019 du 27 juillet relative à l’autoconsommation d’électricité

Autre : • Obligation de déclaration au gestionnaire de réseau • Les surplus d’injection à défaut d’être vendus à un tiers sont cédés à titre gratuit et

affectés aux pertes techniques de réseau (décret à venir)

Un contexte réglementaire qui valide les

initiatives

1

2

Différentes approches et modèles

1ère approche : autoconsommation directe ou spontanée

2ème approche : autoconsommation sur une boucle locale

1

3

1ère approche : autoconsommation

directe ou spontanée

Une production est directement consommée sur la parcelle où elle est produite par un ou plusieurs bâtiments Application : bâtiment unique et groupe de bâtiments sur une même parcelle - Autoconsommation avec ou sans stockage et avec ou sans injection sur le réseau (cas du résidentiel) - Autoconsommation spontanée totale (tertiaire par exemple) - Autoconsommation spontanée avec ou sans injection sur le réseau et pilotée par un smart grids (multi sites sur une même parcelle)

1

4

Le résidentiel

On parle d’autoconsommation totale lorsque l’installation est reliée au réseau mais qu’elle n’a pas de compteur de production. L’électricité est soit consommée instantanément par le producteur (autoconsommation d’un point de vue du flux financier et électrique), soit injectée gratuitement sur le réseau.

Source Hespul

1

5

Dans le cas de la vente du surplus, l’installation est reliée au réseau avec un compteur de production positionné sur le même branchement que le compteur de consommation. L’électricité est soit consommée instantanément par le producteur, soit injectée sur le réseau et vendue.

Source Hespul

Le résidentiel

1

6

Exemple de travail réalisé par l’ARENE sur une copropriété à Pantin Méthodologie appliquée : - Analyse énergétique de la copropriété (consommation

globale et consommation journalière fixe ; abonnements ; compteurs ; analyse géographique, etc)

- Analyse du potentiel solaire en toiture (production, contrainte technique, etc)

=> obtenir une vision globale et définir différents scénarios d’actions Scénario retenu (en cours de finalisation) : - Baisse des consommations fixes (parking) et travail sur

le regroupement des compteurs - Installation d’une structure PV en autoconsommation

et vente au surplus

Source Hespul

Le résidentiel

1

7

Cas de la vente du surplus et de l’installation d’outils de gestion et de stockage, l’installation est reliée au réseau avec un compteur de production positionnée sur le même branchement que le compteur de consommation. L’installation comporte des organes de pilotage et de stockage. L’électricité peut être soit consommée instantanément par le producteur, soit stockée (ballon d’eau chaude, véhicule électrique, stockage en batterie) et en dernier lieu injectée sur le réseau et vendue.

Source Hespul

Stockage Gestion

Le résidentiel

1

8

Installation photovoltaïque sur un bâtiment tertiaire ou industriel La courbe de consommation du bâtiment est « naturellement » synchrone avec la production photovoltaïque. Ce peut être le cas de bâtiments tertiaires (ex : centre commercial). Un dimensionnement adéquat permet d’autoconsommer la quasi-intégralité de l’électricité produite, sans même prévoir de transferts de consommation ou de dispositifs de stockage, et de limiter les pointes d’injection de la production photovoltaïque sur le réseau.

Source SER-SOLER, 2013

Tertiaire et Industrie

1

9

Exemple de travail réalisé par l’ARENE : Projet européen GoEco (management énergétique sur les zones d’activité) Vaux le Pénil - Hôtel d’entreprises - Réflexion sur les consommations d’énergie du bâtiment - Grande disponibilité de toiture

Solution proposée : - Installation d’une structure de 140 kW en toiture (investissement 175 000 €) - Production annuelle de 140 000 KWh (autoconsommation 63 000 kWh et revente sur le réseau 76 000 kWh) - Tx d’autoproduction : 33 % et tx d’autoconsommation : 45%

Tertiaire et Industrie

2

0

2ème approche autoconsommation sur une

boucle locale

Peut se définir comme la production sur un ou plusieurs bâtiments et la consommation sur d’autres bâtiments connectés sur le même réseau de distribution BT, sur une même « boucle locale » Application : réseau de bâtiments appartenant à des acteurs différents regroupés au sein d’une personne morale - Autoconsommation différée entre plusieurs bâtiments

2

1


boucle locale Des points forts - Intérêt économique de développer de grandes structures PV - Maîtrise des prix de l’électricité pour les clients finaux - Impact positif sur les réseaux d’électricité - Taux d’autoconsommation égal à 100% grâce au foisonnement des consommations sur une boucle locale

(clients résidentiels, tertiaires, industriels)

Source SER-SOLER, 2013

2

2

Plusieurs systèmes envisageables :

Producteurs Consommateurs

+ - Nouvelles technologies - Coûts des systèmes PV - Tx d’autoconsommation

- - Nouveaux modèles

économiques - Incertitude sur les tarifs

associés - Volatilité des clients - Regroupement au sein

d’une personne morale


boucle locale

2

3

Exemple de travail par l’ARENE en cours : agrandissement d’une zone d’activité en Région IDF Objectif : aménagement d’un parc d’affaires sur environ 200 ha pour agrandir un parc existant de 300 Ha Facteurs positifs : - Une programmation des activités qui a un double avantage (foisonnement des possibilités de production

et de consommation sur la zone ; des activités compatibles avec l’autoconsommation notamment sur les besoin de froid au moment du pic de production)

- Problème de sous capacité du poste source existant Résultat des études préliminaires Potentiel de production de 13 MWc + 4 MWc (travail en cours de réalisation sur les courbes de consommations) Intégration d’innovations technologiques : mécanisme d’asservissement des choix énergétiques en fonction des pics et des creux de consommation, développement de solutions de stockage des énergies, développement de mécanisme de mixage avec des bornes de recharges de véhicules électriques, échange d’informations par blockchain, etc.

Retour d’expérience

2

4

Conclusion, opportunités et difficultés

Résidentiel

- Autoconsommation totale - Autoconsommation avec vente du surplus - Autoconsommation avec vente et gestion

Tertiaire - Adéquation des sites - Rentabilité - Dimensionnement

2

5


Boucle locale

- Meilleur taux d’autoconsommation - Maîtrise des prix (collectivités) - Action de transition énergétique - De nombreuses incertitudes (modèle

économique, taxe, prix, comptage, clients, etc.)

2

6


Réseau de transport et de distribution d’électricité - Permet de diminuer les contraintes techniques sur les ouvrages du réseau public

d’électricité - Permet de retarder les besoins de renforcement du réseau électrique - Meilleure réflexion sur les nouveaux aménagements - Dans le cas du secteur tertiaire ou industriel, cela peut ainsi permettre de réduire les

contraintes liées à l’injection (pas pour le résidentiel) - Réduction des besoins d’acheminement d’électricité du niveau de très haute tension

(HTB) vers les niveaux de moyenne (HTA) et basse tension (BT), -> réduction des pertes réseaux associées -> réduction du « péage RTE » payé par les gestionnaires de réseaux de distribution.

2

7

Les acteurs et les enjeux

- Les collectivités - Les énergéticiens - Les Autorités

organisatrices de la distribution

- …

2

8

Echanges

Un outil au service de la planification énergétiques des territoires ? - Quels intérêts pour une collectivité à se lancer dans ces projets ?

- Comment intégrer ces nouveaux systèmes dans les programmes de planification énergétique

locale ?

- L’autoconsommation sur une boucle locale, peut-elle favoriser la création de coopératives de production et de consommation d’électricité sur les territoires ?

- La boucle locale est-elle un vecteur pour accélérer la prise en compte de la transition énergétique sur les territoires en intégrant les volets « sobriété et efficacité énergétique » ?

- Quelle tarification adopter dans le cas des autoconsommations sur les boucles locales ?

- Quel juste niveau pour le TURPE pour les boucles locales ?

Janvier 2017

Contacts :

- Thierry Vincent

[email protected]

- Lionel GUY

[email protected]

Merci de votre attention

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

f 16 - l’autoconsommation : un outil au service de la ... · un smart grids - prototype smart zae...

Documents