jusqu’où peut-on pousser les limites des renouvelables · © oecd/iea 2011 low-carbon power...

© OECD/IEA 2010

Jusqu’oùJusqu’où peutpeut--on on pousserpousser les les limiteslimites

des des renouvelablesrenouvelables??

Cédric PhilibertCédric Philibert

Division des Energies Division des Energies RenouvelablesRenouvelables Agence Internationale de Agence Internationale de l’Energiel’Energie

Workshop ANR Workshop ANR ClimaConfClimaConf, 10 avril 2012, 10 avril 2012

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All scenarios point out a large growth of renewables

0.00%

5.00%

10.00%

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25.00%

30.00%

35.00%

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45.00%

50.00%

2008 CPS scenario 2035 NPS scenario 2035 450 scenario 2035

Electricity Heat Transport

+73%

+353%

+284%

+153%

+758%

+135%

+262%

+196%

+112%

Des parts Des parts croissantescroissantes dansdans toustous les les secteurssecteurs, pour , pour toustous les les scénariosscénarios

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LowLow--carbon power technologies carbon power technologies come of agecome of age

Incremental global renewables-based electricity generation relative to 2009 in the New Policies Scenario

Wind gains ground but hydro remains very important

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More renewables in the 450 ScenarioMore renewables in the 450 Scenario

Renewables second only to energy efficiency in furthering GHG emission reductions

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ENERGY

TECHNOLOGY

PERSPECTIVES

Scenarios &

Strategies

to 2050

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The rôle essentiel des renouvelables dans les scénarios BLEU

Les renouvelables fournissent entre la moitié et les trois quarts de l’électricité mondiale en 2050

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Publication décembre 2011

Avec le soutien de la France et des Etats-Unis

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Perspectives des énergies solaires

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A la recherche des synergies

Des analyses conduites par l’étude des besoins

Entre les diverses énergies solaires

Avec les autres technologies d’efficacité et de renouvelables

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Source: Source: SolimpeksSolimpeks Solar Energy Solar Energy

Source: Source: SunEarthSunEarth Inc.Inc.

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Les marchés: l’électricité PV prend toute lumiére

PV presque partout

Surtout chez les usagers

Variable

Pointe & demi-pointe

Parité réseau en 2020

Réseaux intelligents

CSP prend lumière directe

CSP en zones semi-arides

Surtout pour les grandes Cies

Ferme, dispatchable appoint

Pointe ou base stockage

Competitive en pointe en 2020

Lignes HVDC de transport

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Capacités CSP fermes et flexibles pour intégrer plus de PV

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Les marchés: les bâtiments

Une approche intégrée accroît les synergies et réduit les coûts © OECD/IEA, 2011

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Chaleur et froid solaires Au-delà de l’eau chaude…

Le stockage est clé

Thermo-chimique compact?

Stockage de district

Pompes à chaleur “géothermiques”

Electricité solaire

(et éolienne) + PAC la meilleure option pour le chauffage?

Froid: procédés thermiques ou électricité?

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Source: ESTIF, 2007Source: ESTIF, 2007

Source: Henning & Source: Henning & MiaraMiara//FraunhoferFraunhofer ISESISES

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L’industrie et les services

Des besoins de chaleur, divers niveaux de temp.

Chaleur solaire basse temp. disponible partout, demande toute l’année

Chaleur solaire haute T. climats chauds & secs

Electricité solaire et biomassse indispensables

Demande de chaleur

industrielle par niveaux de

température en Europe,

2003

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PJ

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Transports

Electricité solaire et biocarburants

Vehicules électriques et hybrides “branchés”, transports de masse

Electrification des camions sur autoroute

Faibles contributions solaires directes

Source: Solar Impulse/ReutersSource: Solar Impulse/Reuters

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Source: Kia MotorsSource: Kia Motors

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Chaleur solaire

A great variety of technologies, concentrating or not (flat-plate, evacuated tubes)

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Solar

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Source: Weiss 2011

Source: Apricus Solar

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Marchés competitifs en réseau apparaissent: îles ensoleillées, pays avec prix de l’électricité élevés, utilisant produits

Croissance tirée par les subventions et concentrée dans trop petit nombre de pays (européens), va se répandre en Chine, au Japon, aux Etats-Unis

Croissance rapide, coûts décroissants

Rôle hors réseau

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Photovoltaique

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La baisse des coûts va continuer

Note: Module price derives from experience curve + margin; system price in markets with cost-based, rather than value-based pricing (such as

Germany).

Source: Bloomberg New Energy Finance.

Utility-scale PV system price forecast

PV: où en sommes-nous?

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Solaire thermodynamique

Source: Source: TorresolTorresol EnergyEnergy

La valeur du CSP réside dans sa capacité à suivre les variations de la demande grâce au stockage thermique Efficace et moins cher que le stockage électrique

La concentration nécessite ensoleillement direct

De nombreux designs et beaucoup d’options

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Rôles possible du stockage

Le stockage thermique peut être utilisée pour déplacer la production, l’étendre ou la concentrer sur les heures de pointe © OECD/IEA, 2011 © OECD/IEA, 2012

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Le coût des politiques Le coût total des politiques de soutien va continuer à

croître, malgré les réductions de coûts unitaires C’est le prix à payer pour atteindre la compétitivité

Il est difficile de trouver les bons niveaux de rémunération

Source: BNEF 2011.Source: BNEF 2011.

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Repousser les limites (2060)

Une vision du possible, sous sévères contraintes climatiques, si les autres options ne délivrent pas…

Quelles sont les limites techniques? Convergence vers 2030 des coûts de production de l’électricité

vers 100 USD/MWh (avec CO2) [Roadmaps, ETP]

Limites possibles : Emprise au sol, variabilité, commodité

Options abordable, mais pas forcément du moindre coût:

CSP dans les zones chaudes et sèches

PV et hydraulique dans les zones chaudes et humides

Eolien, PV et hydraulique, avec pompage hydraulique et centrales à gaz, dans les régions tempérées

Avec efficacité énergétique et électrification

L’énergie solaire (surtout l’électricité) peut devenir prépondérante dans le mix énergétique mondial

Des combustibles fossiles toujours nécessaires en 2060!

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500 000 km2 d’hypothétiques centrales solaires au sol

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Intégration des renouvelables variables

[Source: IEA 2011 – Harnessing Variable REnewable power]

Depend de:

La nature des renouvelables (techno-spread,

time correlations; geo-spread)

La flexibilité de l’ensemble du système

Quatre sources

de flexibilité: Génération

flexible

Stockage

Réponse de la demande

Interconnexions

IEA Flexibility ASsessment Tool

© OECD/IEA 2012 © OECD/IEA 2012

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Besoins de stockage pour fortes pénétrations de PV et d’éolien

Stockage quotidien pour le PV et l’éolien

Pour de rares périodes sans soleil ni vent, mieux vaut utiliser des centrales classiques

Quel besoins de stockage intersaisonnier?

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Stockage pour fortes pénétrations

Petites ou grosses, les batteries sont chères

G2V pour éviter de “jeter”. V2G en pointe?

Les STEP sont la référence

140 GW en service, beaucoup plus sont nécessaires

Stockage quotidien = petites surfaces

Possible sur la côte ou off-shore

Moins efficace que le stockage thermique mais abordable

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Source: Inage, 2009.

© OECD/IEA, 2012

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Les capacités requises pour la pointe après le coucher du soleil avec des vents faibles dans les zones non-CSP

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Ce “scénario” parmi d’autres Hypothèse de croissance de la demande finale

d’énergie au plan mondial malgré efficacité

≠ Greenpeace, Negawatt (?)

Produit brut mondial x 4 et +

L’essentiel de la croissance de la demande d’energie se situe dans les pays ensoleillés

Accès aux services énergétiques modernes pouvant changer la vie de 1,4 milliards de gens

Hypothèse de forte électrification

≠ scénarios principalement anti-nucléaires

Usage énergétique raisonné de la biomasse

≠ Jacobson & Delucchi

≠ scenarios WWF

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PV: Où en sommes-nous?

Capacités ajoutées en 2011: 27,5 GW

Cumul: 67,5 GW

6 marchés >1 GW

46% des capacités ajoutées en Europe

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2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

GW

RoW

China

US

Spain

Japan

Italy

Germany

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CroissanceCroissance du PV en 2035 du PV en 2035 dansdans les les scénariosscénarios du WEOdu WEO

Scénario Nouvelles

politiques

450 450 CCS retardé

Capacités 2035 499 GW 901 GW 1030 GW

Marché annuel 22.1 GW 38.5 GW 43.7 GW

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Cost reductions will continue 2010 2020 2030 2050

Typical turnkey system price (2010 USD/kW) 3800 1960 1405 1040

Typical electricity generation costs (2010 USD/MWH)*

2000 kWh/kW 228 116 79 56

1500 kWh/kW 304 155 106 75

1000 kWh/kW 456 232 159 112

Cost targets for the residential sector

2010 2020 2030 2050



2000 kWh/kW 204 107 75 54

1500 kWh/kW 272 143 100 72

1000 kWh/kW 408 214 150 108

Cost targets for the commercial sector

2010 2020 2030 2050



2000 kWh/kW 187 81 62 48

1500 kWh/kW 249 108 83 64

1000 kWh/kW 374 162 125 96

Cost targets for the utility sector

Notes: Based on the following assumptions: interest rate 10%, technical lifetime 25 years (2008), 30 years

(2020), 35 years (2030) and 40 years (2050). Numbers in italics are considered more speculative.

Sources: IEA 2010d, Bloomberg New Energy Finance, and IEA data and analysis.


Marchés avec incitations en 2012: L’Europe freine, les autres accélèrent Italie: engagements financiers plafonnés

De >9 GW à <2 GW sur FiT

Allemagne: plafond mobile révisé chaque mois

De>7 GW à environ 3 GW sur FiT

France, Belgique, R-U… ?

Exceptions à l’Est: Ukraine, Bulgarie, Roumanie

Chine: de 2,2 GW en augmentation à 3 - 8 GW?

USA: de 1,9 GW en augmentation à 2-4 GW?

Japon: de 1,3 GW en augmentation à 2 GW?

Inde, Asie Sud-Est, MENA… reste du monde: 15-30 x >100 MW?


Emergence de la compétitivité

Parité réseau en Allemagne, Italie, Mexique…

Nouveaux systèmes en Allemagne: au plus 80 à 90% de l’électricité bénéficie du FiT

Net metering: Italie, Espagne, Brésil, Danemark…

Compétitivité avec l’électricité ex pétrole

Iles, Proche-Orient mais aussi Japon, Italie…

Favorable si pointes de demande à midi en été


Pour conclure

2012 marque le début d’une double transition:

Des marchés européens vers les marchés mondiaux

Des subventions vers la compétitivité

De quoi compenser à terme, et bien au-delà, les freins aux subventions en Europe…

Capacité mondiale de production dépasse 50 GW/an

Mais: installations en 2012 difficiles à prévoir… RETOUR

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