Interconnecter Europe et Afrique ? Les études de Medgrid

17/07/2016
Auteurs : Jean Kowal
Publication REE REE 2016-3
OAI : oai:www.see.asso.fr:1301:2016-3:17154
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Interconnecter Europe et Afrique ? Les études de Medgrid

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82 REE N°3/2016 GROS PLAN SUR Le contexte des études de Medgrid L ’idée d’un lien électrique entre l’Afrique et l’Europe est déjà ancienne puisque, dès les années 1980, on a étudié la possibilité d’exploiter la puissance hydraulique du fleuve Zaïre au Congo et d’ache- miner l’électricité produite jusqu’en Egypte d’une part, et vers l’Europe d’autre part, sans suite effec- tive. Finalement, c’est en 1997 que la première interconnexion entre les deux continents a été réalisée, entre Espagne et Maroc. Elle était la pre- mière étape d’un projet de boucle électrique méditerranéenne (MEDRING), connectée au réseau européen synchrone de l’UCTE de l’époque par le Maroc et par la Turquie ensuite, et ap- pelée à fonctionner en synchronisme avec le réseau continen- tal européen. Cette boucle présentait l’intérêt d’interconnecter doublement les pays du Sud et de l’Est de la Méditerranée, entre eux et avec l’Europe. Les problèmes techniques rencon- trés n’ont pas permis de faire fonctionner cette boucle, pour- tant physiquement existante au début des années 2000, alors même que les avancées des techniques du courant continu faisaient entrevoir des solutions et permettaient d’envisager des liaisons transméditerranéennes. La situation de ce dossier n’a pas évolué depuis, bien que le réseau turc ait intégré le système synchrone européen au début des années 2010. La question de l’interconnexion euro-méditerranéenne est redevenue d’actualité, un peu avant 2010, avec le Plan solaire méditerranéen (PSM). Ce projet phare de l’Union pour la Méditerranée avait pour ambition de promouvoir le développement des énergies renouvelables dans les pays du Sud et de l’Est de la Méditerranée (PSEM), ainsi que l’effica- cité énergétique ; la perspective était d’exporter dès 2020 une partie (jusqu’à 5 GW) de cette énergie renouvelable vers l’Europe. C’est aussi à ce moment qu’a émergé le concept Desertec, qui entrevoyait des exportations massives d’éner- gie de l’Afrique vers l’Europe, mais à un horizon plus lointain. Medgrid été créée dans le sillage du PSM, au début de 2011. Il s’agit d’une initiative industrielle qui réunit un groupe d’acteurs du domaine de l’électricité : opérateurs, constructeurs, investisseurs. Son objectif est de démontrer la faisabilité, à l’horizon 2020, d’inter- connexions électriques transméditerranéennes qui permettraient entre autres les exportations d’électricité renouvelable vers l’Europe et d’en promouvoir le développement. Les études de Medgrid ont porté sur les différentes facettes de la faisabilité de ces interconnexions : la faisabilité technique – les technologies disponibles et pro- jetsfaisables–,l’intérêtéconomiquedesintercon- nexions, la possibilité de les financer et les conditions légales et réglementaires de leur réalisation et de leur exploitation. Les développements qui suivent présentent les principaux enseignements des études de Medgrid, qui se sont conclues à la fin de l’année 2014. La faisabilité technique des interconnexions euro-méditerranéennes Les technologies disponibles. Les câbles sous-marins et la technologie du courant conti- nu sont les deux technologies de base de la réalisation des interconnexions transméditerranéennes. En effet pour les puissances et les tensions considérées il n’est pas envisa- geable de réaliser des liaisons sous-marines en courant alter- natif, la longueur maximale étant autour d’une cinquantaine de kilomètres. Les deux liaisons existant entre Espagne et Maroc fonctionnent certes en courant alternatif, mais la dis- tance est plus courte. Beaucoup de câbles sous-marins ont été installés, ou sont en projet, de par le monde, et tout particulièrement en Europe du Nord avec les projets d’éolien off-shore. Des dé- veloppements significatifs ont été réalisés dans le domaine des câbles à courant continu, en particulier avec l’utilisation de l’isolation synthétique, couplée à la technologie VSC du courant continu, et permettent d’obtenir une capacité de transport de 1 000 MW par liaison, capacité conforme aux objectifs d’échange envisageables pour les années 2020. Interconnecter Europe et Afrique ? Les études de Medgrid Jean Kowal Ancien directeur général adjoint chez MEDGRID Medgrid is a consortium of industrial partners launched in late 2010 in the wake of the Mediterranean Solar Plan. Its aim was to demonstrate the technical and economic feasibility of the Euro-Mediterranean interconnections and to promote the development of these projects. Available technologies have been analyzed and a number of technically feasible projects have been examined, estimating their cost and profitability. Also different funding schemes were assessed, as well as the regulatory framework for trade. The program, managed from 2011 to 2015, allowed Medgrid to identify a number of projects that should be undertaken by investors and supported by the European Union. ABSTRACT REE N°3/2016 83 Interconnecter Europe et Afrique ? Un obstacle demeure toutefois en Méditerranée : les pro- fondeurs dépassent souvent les 2 000 m, comme on peut le voir sur la figure 1 où la couleur bleue correspond à des profondeurs de 2 000 m et plus. Aujourd’hui le câble sous-marin de puissance le plus pro- fond qui ait été posé est un câble reliant la Sardaigne à l’Italie Continentale, à 1 640 mètres. Il est apparu utile, au vu de la carte, d’examiner s’il était envisageable de poser des câbles à une profondeur allant jusqu’à 2 500 mètres. L’étude réalisée a porté plus particulièrement sur la faisabilité technique d’un tel câble, sur les conditions de sa pose, de sa réparation, et a conclu qu’un tel câble pouvait être disponible sous un délai de l’ordre de 10 ans. Cet enseignement a été pris en compte dans l’étude des liaisons réalisables à l’horizon 2020- 25 et les tracés passant à des profondeurs de plus de 2 000 mètres ont été exclus. Pour la technologie du courant continu, il a été considéré que les nombreux projets ou études en cours (liaisons aériennes et souterraines de forte puissance en Chine, au Brésil, en Europe, liaisons sous-marines en Mer du Nord, projet “SuperGrid”, études des constructeurs et du CIGRE) étaient des moteurs de progrès très efficaces et que l’on pouvait être confiant dans les contributions de cette technologie à la réalisation de liaisons sous-marines de puissance, ainsi qu’au bon fonctionnement des systèmes interconnectés. Des interconnexions faisables dans les années 2020 Considérant la géographie de la Méditerranée, il est appa- ru immédiatement que les interconnexions faisables à court terme ne pouvaient se situer que dans trois « couloirs » : - ment la Libye ; Syrie, la Jordanie, l’Egypte et la Libye. Les possibilités de réalisation d’une ou de plusieurs in- terconnexions de 1 000 MW de capacité dans chacun des Figure 1 : Profondeurs atteintes en Méditerranée. Figure 2 : Les interconnexions envisageables à terme. 84 REE N°3/2016 GROS PLAN SUR couloirs ont été analysées. Ces analyses ont été conduites avec le support des experts des pays impliqués pour les cou- loirs, sauf pour le couloir Est pour lequel la situation politique n’a pas permis cette concertation. envisageable, l’étude a tenu compte des nœuds d’intercon- nexion possibles dans le couple de pays concernés, de la faisabilité technique et de l’acceptabilité environnementale du tracé maritime, des renforcements nécessaires dans les réseaux amont et aval des réseaux nationaux impliqués pour assurer une capacité d’échange entre les réseaux du Sud et le réseau européen. Les coûts des investissements de chaque solution, intégrant les mesures liées à l’environnement, les charges d’exploitation et les pertes (en plus ou en moins) ont été calculés et les variantes ont été interclassées. Finalement, un certain nombre de solutions faisables ont été sélectionnées, chacune de capacité de 1 000 MW ou proche de 1 000 MW (figure 2) : Maroc ; alternatif (CA) actuelles, soit une troisième liaison CA, soit une liaison supplémentaire CC, soit la transformation des liaisons CA existantes en 2 liaisons CC et une liaison CA (au- jourd’hui sept câbles sont posés entre Espagne et Maroc, qui peuvent être utilisés en CA ou en CC) ; variante Italie – Est de l’Algérie via la Sicile. Pour le couloir Est, pour lequel l’étude a été rapidement arrêtée, on peut penser que l’interconnexion entre Egypte, Iraq, Jordanie, Syrie et Turquie (EIJST), qui a été élargie en- suite à la Libye, au Liban et à la Palestine (EIJLLPST), consti- tue la base du couloir d’échange entre l’Europe et l’Est de la Méditerranée, couloir auquel pourrait se greffer Israël. Quelles sont les interconnexions viables dans la Méditerranée occidentale ? L’analyse économique Ayant identifié un ensemble de solutions techniques per- mettant de réaliser des échanges entre le Maghreb et l’Europe, il est important d’évaluer leur viabilité économique pour la col- lectivité (l’ensemble des pays concernés) : le bénéfice qu’elles apportent justifie-t-il leur coût (investissement et charges d’ex- ploitation) et donc leur réalisation à l’horizon 2020 ? Les avantages économiques de l’interconnexion des sys- tèmes électriques sont bien connus. Elle permet d’utiliser au mieux les moyens de production les moins chers, ou les 2 , d’accroître la fiabilité et la sécurité d’alimentation par la diversification géographique et climatique des sources de production ; tout cela représente le gain pour la collectivité (Social Welfare). Pour évaluer ce Social Welfare, on utilise des outils qui si- mulent le fonctionnement des moyens de production de l’ensemble des systèmes interconnectés, heure par heure sur les 8 760 de l’année étudiée, pour satisfaire la fourni- ture d’électricité au moindre coût total, en tenant compte des capacités d’interconnexion entre systèmes électriques. Ces outils sont bien connus depuis longtemps, mais ils ont été perfectionnés pour tenir compte de l’émergence des nouveaux moyens de production renouvelables dont la pro- duction est aléatoire, de l’importance accrue du stockage d’énergie et des contraintes liées au suivi de la charge, dur- cies du fait de l’intermittence des productions renouvelables. Les systèmes électriques pris en compte dans la simulation La simulation a concerné un ensemble de 10 pays, dont les sept pays riverains de la Méditerranée au Sud (Maroc, Algérie et Tunisie) et au Nord (Portugal, Espagne, France et Italie), ainsi que l’Allemagne, la Suisse et l’Autriche (figure 3). Les autres pays interconnectés en Europe ont été représen- tés par le biais des profils d’échanges avec les pays intégrés dans la simulation détaillée. En cohérence avec l’horizon des études de la faisabilité technique des réseaux, l’intérêt économique des ouvrages a été calculé pour l’année 2022, la date la plus proche à laquelle on pouvait espérer réaliser les ouvrages. Cette date est assez proche pour que les structures des réseaux et les données des parcs de production et de consommation d’électricité soient considérées comme fiables. Cependant pour s’assurer que le diagnostic est robuste, l’évaluation du Social Welfare Figure 3 : Pays pris en compte dans la simulation. REE N°3/2016 85 Interconnecter Europe et Afrique ? a été calculée également pour l’année 2030, dans deux scé- narios contrastés d’évolution des consommations et produc- tions, au Maghreb et en Europe. Les économies apportées par les interconnexions ont été évaluées pour chacun des projets identifiés dans l’étude de réseau décrite auparavant et pour certaines combinaisons de ces projets (figure 4). Les données des simulations Pour les pays de l’Union européenne, les données concer- nant la consommation, les parcs de production et les capa- cités d’interconnexion sont celles du scénario“Best Estimate” les données utilisées sont celles communiquées par les opé- Pour l’année 2030, deux jeux de données sont utilisés : pour l’Europe, les données des scénarios “Slow Progress” Forecast 2013-2030”, et pour le Maghreb, les données des scénarios homologues, « conservatif » et « durable », fournies par les opérateurs nationaux dans ces pays. Pour le coût des combustibles, les données sont celles de l’Agence internationale de l’énergie publiées dans le sont déduits et intègrent le coût des émissions de carbone, tant pour l’Europe que pour le Maghreb. Ceci n’était pas la réalité mais était nécessaire pour éviter une importante distorsion. Les projets rentables L’outil de mesure de la rentabilité des projets pour la col- lectivité est le ratio entre le Social Welfare, déduction faite des charges d’exploitation, et le coût de l’investissement nécessaire (interconnexion + renforcements des réseaux nationaux), soit le taux de rentabilité immédiate (TRI). Les résultats pour l’année 2020 montrent que certains projets et combinaisons de projets sont a priori intéressants. La rentabilité de ces mêmes projets d’interconnexion a été évaluée pour les deux scénarios 2030, à conditions d’interconnexion inchangées et les TRI ont également été calculés. Les rentabilités sont en règle générale renforcées, spécialement pour le scénario durable. Des études complémentaires ont également été conduites avec des hypothèses différentes, à titre exploratoire : pas de taxation carbone au Maghreb, prix du gaz plus bas que l’hy- pothèse IEA 2013, effet d’un accroissement ou d’une réduc- tion des capacités d’échange entre pays du Maghreb. Les échanges sont majoritairement des exportations de l’Europe vers le Maghreb il a été possible d’analyser la typologie des échanges pour les différents projets : à l’horizon 2020, les échanges sont quasi exclusivement des exportations de la péninsule ibérique vers reste le cas en 2030. Pour les projets Centre, les échanges sont majoritairement des exportations de l’Europe vers le Figure 4 : Les projets évalués et leur rentabilité pour la collectivité. 86 REE N°3/2016 GROS PLAN SUR Maghreb, avec cependant des exportations du Maghreb vers l’Europe en période d’hiver. En outre la création d’une interconnexion dans le couloir Peut-on exploiter et financer une interconnexion Europe-Afrique? On sait exploiter L’interconnexion entre un pays du Maghreb et l’Europe réunit deux types bien différents de marchés de l’électrici- té : au Nord, un marché totalement libéralisé ; au Sud un opérateur national intégré en situation de quasi-monopole. - teur national au Maroc, d’être acteur sur le marché ibérique via l’interconnexion Espagne-Maroc depuis de nombreuses années. Les modalités des échanges aujourd’hui observés entre Espagne et Maroc peuvent être généralisées à de nou- velles interconnexions entre l’Europe et le Maghreb, pour permettre la participation au marché européen d’acteurs d’un pays du Maghreb. Si l’opérateur national dans un pays du Maghreb est le seul utilisateur de l’interconnexion, la question des droits de transport sur l’interconnexion ne se pose pas et le tarif d’utilisation du réseau au Maghreb n’a pas à être identifié séparément ; seuls le péage d’utilisation de l’interconnexion (pour la partie éventuellement possédée par le gestionnaire de réseau européen ou par un tiers) et le tarif d’utilisation du réseau européen sont explicitement ajoutés au prix de l’énergie sur le marché européen. Le schéma est appelé à se compliquer à terme, si les demandes de plusieurs acteurs indépendants dépassent la capacité de l’interconnexion, ou si un acteur d’un pays voi- sin du Maghreb souhaite également participer au marché européen. L’expérience acquise en Europe montre que des solutions existent pour traiter ces problèmes (allocation des capacités d’interconnexion par enchères, ré- servations de capacité, accords de transit...). De plus les évolutions seront graduelles et permettront aux acteurs de se familiariser avec les pratiques du marché et d’en tirer parti pour les relations commerciales entre acteurs du Maghreb. Il restera cependant des points particu- liers de difficulté, comme l’impossibilité de réservation de droits de transport à long terme (plus d’une année) dans la réglemen- tation européenne actuelle, et la différence des régimes de taxation des émissions de carbone entre le Maghreb et l’Europe, qui distord le marché. Des réponses sont proposées, pour éviter que les émissions de carbone associées à l’exportation échappent à la taxation. Les interconnexions sont-elles finançables? L’outil de simulation utilisé dans l’analyse économique permet de calculer le Social Welfare global, mais aussi la fa- çon dont les différents acteurs en bénéficient : qui gagne, qui perd et combien, dans chacun des pays impliqués. Selon le profil de l’investisseur de l’interconnexion, le gain escompté se calcule différemment : - néré que sur la différence de prix de l’électricité de part et d’autre de l’interconnexion (rente de congestion) ; investit dans l’interconnexion recevra la rémunération de l’interconnecteur, mais également le surplus de revenu de l’utilisation de son réseau ; qui investit dans l’interconnexion, reçoit la rémunération de l’interconnexion, mais bénéficie aussi de l’impact sur le prix de revient de l’électricité. Différentes configurations d’investisseurs potentiels ont été simulées et il a été trouvé des configurations pour les- quelles le retour sur investissement était intéressant, aux deux horizons d’étude. Il faut cependant s’assurer que les législations nationales sont compatibles avec les schémas d’investisseurs qui ont été imaginés. Conclusion L’interconnexion des réseaux électrique est un élément essentiel de la coopération entre l’Europe et l’Afrique. Les conditions sont aujourd’hui réunies pour lancer des projets d’interconnexion entre Nord et Sud de la Méditerranée. Les études de Medgrid ont montré que des projets étaient certainement viables et les autorités européennes ont relancé la coopé- ration dans le cadre des plates-formes sur le marché électrique régional et sur l’efficacité énergétique et les renouvelables. En contribuant à assurer la sécurité d’alimentation en électricité des pays concernés, dans de meilleures conditions économiques et environnementales, elles participeront au développement de cette région de l’Afrique. Jean Kowal a été directeur général adjoint de Medgrid jusqu’à l’automne 2015. Aupara- vant il avait été secrétaire général du CIGRE (Conseil international des grands réseaux électriques), après une carrière dans le groupe EDF, essentiellement dans le domaine du transport de l’électricité.