Le bilan prévisionnel : un outil de veille sur la sécurité d'approvisionnement

21/10/2017
Publication REE REE 2005-2
OAI : oai:www.see.asso.fr:1301:2005-2:20569
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Le bilan prévisionnel : un outil de veille sur la sécurité d'approvisionnement

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Repères 2 LE DÉVELOPPEMENTDU RÉSEAU DE TRANSPORT DE L'ÉLECTRICITÉEN FRANCE... e a m Le bilan prévisionnel : un outil de veille sur la securité m a d'approvisionnement Mots clés Bilan prévisionnel, Équilibre offre-demande, Sécurité d'approvisionnement ParJean-MarcROUDERGUES RTE Le marché peut-il à lui seul garantir la sécurité d'approvisionnement ? La sécurité d'approvisionnement en électricité repose en tout premier lieu sur les fournisseurs d'énergie : c'est à eux de s'assurerqu'ils disposeront, soit à partir de leur production propre,soit par desachatsauprèsdeproducteurs tiers, des quantités qu'ils se sont engagésà livrer à leurs clients. C'est un principe de base du droit du commerce (art. 1582 et suivants du code civil) qui s'applique pleinement au produit électricité. Respecter ses engagements contractuels envers ses clients est une tâche plus complexe pour l'électricité que pour les autres produits ou services : l'électricité ne se stockant pas, l'offre doit suivre la consommation à tout moment. Consommationqui connaît d'amples fluctuations récurrentes au cours d'une journée et selon les saisons ; et qui peut aussi en connaître d'autres plus aléatoires et de grande ampleur, comme lors des vagues de froid en c tD hiver. De fait, le dimensionnement de l'offre doit secaler sur les niveaux de demande atteints lors des pointes de consommation, de très faible durée. En fin de compte, une bonne sécurité d'approvision- nement repose sur l'existence - et la disponibilité - de moyens de production dont certains ne sont que très rarement sollicités. Vu des producteurs, maintenir en service des équipements de pointe, et a fortiori investir dans des équipements nouveaux, présentent des coûts fixes (au sens où ils sont encourus, que l'équipement produise ou non : frais de personnel, taxes, assurances, etc.) non négligeables. Ces moyens de pointe ne pourront être développés, ou conservés,que s'ils procurent desrevenus du même ordre. Or, dans le mode d'organisation de la plupart des marchés, les revenus ne sont liés qu'à la production de kWh : pour des moyens peu sollicités, il est donc nécessaire que les prix atteignent des niveaux très élevés pendant quelques heuresou dizaines d'heures par an pour préserver ou assurerleur existence. Le marché est-il capable de faire émerger des prix suffisamment élevés pour assurerunejuste rémunération desmoyens de pointe ?De plus, est-il capablede les faire émerger avant que le systèmeélectrique ne soit en sous- capacité ? En pratique, la plupart des systèmes électriques ont été dérêgulés dans une situation où l'offre était suffisam- ment dimensionnée, et les risques de sous-capacité en pointe ne sont pas apparus immédiatement. Cependant, après quelques années, certains de ces systèmes (le cas de la Californie en 2001 a été le plus médiatisé) se sont retrouvés en situation d'extrême précarité. A l'inverse, d'autres (comme en Grande- Bretagne) ont plutôt connu une pléthore d'investisse- ments. Il semble bien que, plus que la dérégulation elle-même, d'autres facteurs plus spécifiques jouent un rôle prépondérant dans la sécurité de fourniture : le seul jeu du marché peut susciter une capacité de production satisfaisante, mais rien ne garantit qu'il le fasse infailliblement. s s m L'électricité estdevenue aujourd'hui unbienindispensable aubon fonctionnement denossociétés développées. Garantir lafiabilité desonapprovisionnement constitueunenjeumajeur depolitique énergétique quirequiertenpréalable de disposer demoyens de production enquantité suffisante... YNOPSIS Electricity is today anessential goodinourdevelopped societies. Ensuring reliabilityof electricity supply is a majorstakeof the energypolicywhichfirstnecessitates to haveasufficient level of generation capacities.... REE No 2 Fevrier 2005 Repères 2 LE DÉVELOPPEMENT DU RÉSEAU DE TRANSPORT DE L'ÉLECTRICITÉ EN FRANCE... 2. Le bilan prévisionnel français D'entrée de jeu, le législateur français a pris conscience des risques sur la sécurité d'approvisionnement, et voulu donner à la puissance publique les moyens de contrôler son évolution, voire, le cas échéant, de pallier les défi- ciences du marché. La loi du 10 février 2000, qui trans- pose en droit français la Directive européenne de 1996 instituant le marché intérieur de l'électricité (et mettant fin aux monopoles régulés), instaure dans son article 6 la programmation pluriannuelle des investissements de production «... qitifixe les objectifs en iiiatièi-e de i-ép (ir- tition des capacités de production ». Cette PPI «... s'appuie notamment sur le schéma des services collectifs de l'énergie et sur un bilan prévisionnel pluriannuel éta- bli au nioins tous les deux ans, sous le contrôle de l'Etat, par le gestionnaire du réseau public de transport ». Le bilan prévisionnel a pour but de vérifier l'adéquation de l'offre à la demande à moyen terme (typiquement une dizaine à une quinzaine d'années) sur le territoire français (en fait, sur chacun des réseaux électriques du territoire : France continentale, mais aussi Corse, et chaque départe- ment d'Outre-Mer). Concrètement, cet exercice consiste à : 2.1. Établir des prévisions de consommation intérieure d'électricité Pour les questions touchant à la sécurité d'approvi- sionnement, ce sont les prévisions en puissance lors des pointes qui sont essentielles. L'établissement de telles prévisions aux échéances dépassant quelques années demande une connaissance fine des consommations : la consommation globale recouvre en effet une palette d'usages aux caractéristiques très diversifiées, en termes de courbe de charge (profil horaire de puissance), ou de sensibilité aux aléas climatiques, qui n'évoluent pas au même rythme année après année. La courbe de charge globale subit ainsi des déformations au fil du temps, les puissances de pointe pouvant évoluer différemment de l'énergie annuelle. Seule une approche sectorielle permet d'anticiper ces déformations. L'exploitation des données de comptage et de facturation des années les plus récentes, complétée, pour les clients diffus des secteurs résidentiel et tertiaire, par des enquêtes et des campagnes de mesure auprès d'un échan- tillon de consommateurs, permet de segmenter la consommation globale en une trentaine de secteurs (branches industrielles, et usages, tels que chauffage des locaux, production d'eau chaude sanitaire..., dans les secteurs résidentiel et tertiaire) ayant un profil de courbe de charge caractéristique et relativement stable dans le temps. Des hypothèses de croissance des consommations en énergie sont ensuite formulées sur chacun de ces secteurs, en fonction des données prévisionnelles socio- démographiques (population, nombre de ménages) et c c économiques (production manufacturière par branche, revenu des ménages...). 2.2. Recenser les évolutions décidées des parcs de production Les moyens de production installés en France aux dif- férentes échéances étudiées résultent : . des moyens existants actuellement : parfaitement connus, en termes de puissance installée et de performances, en ce qui concerne les installations raccordées au réseau RTE - et raisonnablement bien connues en ce qui concerne celles raccordées sur les réseaux de distribution ; . des additions de capacités nouvelles : ne sont considérées dans les bilans prévisionnels que celles dont la réalisation est quasiment certaine ; les projets de production centralisée évoqués par divers promoteurs, mais pour lesquels aucune autorisa- tion administrative n'a été obtenue, ou aucune demande de raccordement déposée, sont ignorés ; pour la production décentralisée, le plus souvent constituée d'unités de petite taille, rapides à installer, et dont le développement répond à des préoccupations de politique énergétique plutôt qu'au jeu du marché (éoliennes, biomasse, petite cogénération), des hypothèses sont élaborées en conformité avec les objectifs affichés ; . et des retraits d'exploitation : les projections en matière de déclassement résultent d'entretiens directs avec les producteurs installés sur le sol national. 2.3. Prévoir les échanges avec l'étranger Pour la France métropolitaine, dont le réseau est fortement interconnecté à celui des pays voisins, les échanges participent pleinement à l'équilibre offre - demande : . D'une part, la France a acquis une position d'ex- portateur majeur en Europe dans les années 1980. Une partie des ces exportations est régie par des contrats à long terme (20 ans ou plus), qui garantissent aux acteurs étrangers la fourniture d'une puissance minimale - et qui ont logiquement conduit ces derniers à ne pas installer chez eux des moyens de production d'une puissance correspondante. 'Au-delà des engagements de long terme, les c c c acteurs des marchés de l'électricité mettent à profit les capacités de transit transfrontalières pour minimi- ser au jour le jour le coût de l'énergie qu'ils doivent livrer à leurs clients. Dans les situations où la REE No 2 Féviici 2005 Le bilan prévisionnel : un outil de veille sur la sécurité d'approvisionnement demande nationale et les contrats long terme lais- sent disponibles des moyens de production fran- çais qui ont un coût de production inférieur aux moyens mobilisés à l'étranger, le jeu du marché suscite un complément d'exportations françaises. En sens inverse, lorsque surviennent des aléas défavorables en France qui obligeraient à mobiliser des moyens très coûteux, le même jeu du marché permet d'accéder à des ressources à moindre coût depuis l'étranger. c La clé des échanges réside donc dans l'interclassement des groupes français et étrangers en fonction de leur coût de production. La puissance exportée fluctue autour d'une valeur moyenne positive, compte tenu des engage- ments de long terme et de la compétitivité des moyens de production français ; mais avec la possibilité, empiriquement vérifiée sur des périodes de quelques jours au cours des trois dernières années, de revenir à un solde exportateur nul lors de situations critiques en France. 2.4. Confronter l'ensemble de ces données et hypothèses, de manière à évaluer les besoins en nouvelles capacités nécessaires pour garantir un niveau de sécurité d'approvisionnement défini Au-delà des fluctuations horaires et saisonnières structurelles, l'équilibre offre - demande est soumis à de nombreux aléas, tant du côté de la demande (influence de la température extérieure sur les consommations de chauffage) que du côté de l'offre (apports hydrauliques, pannes des groupes thermiques, et même, avec de plus en plus de poids, vitesses de vent). Plus la capacité de pro- duction installée est grande, plus il est possible d'affronter des combinaisons défavorables de ces divers aléas. Il est toutefois illusoire, et il serait économiquement injustifié, de vouloir se prémunir contre toutes les combinaisons envisageables : dans certaines configurations d'aléas particulièrement défavorables, mais dont la probabilité d'occurrence est très faible, il faut admettre que toute la demande ne puisse être satisfaite ; on parle alors de défaillance en production. La fixation du seuil admissible de défaillance en production est une prérogative de puissance publique. Ce seuil, étroitement lié au niveau de qualité de fourniture désiré, détennine la capacité de production minimale à installer. Dans le cas de la France, le critère retenu dans les bilans prévisionnels est une espérance de durée de défaillance inférieure à 3 heures par an. Concrètement, compte tenu de la large diffusion du chauffage électrique qui concentre les risques de défaillance principalement lors des très grandes vagues de froid, il se traduit par un c temps de retour de situations de défaillance d'une fois tous les dix ans en moyenne. Il est équivalent à celui qu'utilisait historiquement EDF au temps du monopole intégré : la nouvelle organisation du système électrique ne s'est pas accompagnée de changement substantiel sur le niveau de qualité de service visé. 3. La sécurité d'approvisionnement vue par le bilan prévisionnel Depuis l'instauration de la procédure, deux bilans prévisionnels ont été élaborés par RTE, en 2001 (couvrant l'horizon 2010), et en 2003 (horizons 2010 et 2015). Le troisième est actuellement en cours de préparation, et sera rendu public au courant du printemps 2005. Le diagnostic porté par celui publié en 2003/l/faisait ressortir : . une adéquation de l'offre à la demande qui devenait préoccupante en 2008, en ne considérant aucun développement de quelque moyen de production que ce soit ; les besoins d'offre supplémentaire (production, ou effacements de consommation) étaient évalués à 3 GW en 20 10, et 8 GW en 2015. . si la production à partir d'énergies renouvelables se développait de manière à représenter 21 % de la consommation nationale d'électricité (objectif indicatif assigné à la France par la Directive européenne 2001/77), la sécurité d'approvisionnement resterait satisfaisante sans autre addition jusqu'en 2010, et demanderait 4 GW d'offres nouvelles en 2015. Dans le courant de l'année 2004, soit un an après la parution de ces conclusions, des décisions de mise en service de capacités supplémentaires ont été prises par certains acteurs du marché pour la période 2006 à 2008. Il semble bien que la vision des acteurs du marché recoupe le constat du bilan prévisionnel, et qu'ils accordent assez de confiance aux mécanismes de marché pour faire appa- raître des prix de pointe suffisamment rémunérateurs. 4. A l'échelle européenne Les préoccupations sur la sécurité d'approvisionnement se sont faites plus vives au cours des dernières années, alimentées par le malheureux exemple californien en 2001, ou les difficultés rencontrées en 2002 notamment en Scandinavie (qui devaient davantage à une sécheresse exceptionnelle qu'à l'organisation du système électrique). Elles ont trouvé un écho au niveau de la Communauté européenne. La deuxième Directive sur le marché intérieur REE No 2 Février 2005 Repères 2 LE DÉVELOPPEMENT DU RÉSEAU DE TRANSPORT DE L'ÉLECTRICITÉ EN FRANCE... de l'électricité (2003/55) accorde une attention beaucoup plus grande à ce sujet que les textes antérieurs, et préconise notamment : « Pour assurer la sécurité d'approvisionne- ment, il convient de surveiller l'équilibre entre l'offre et la demande dans les différents États membres et d'établir urc rapport sur la situation au niveau communautaire, en tenant compte de la capacité d'interconnexion entre zones. » Les gestionnaires de réseau jouent un rôle déterminant dans cette surveillance. Ainsi dans le cadre de leurs associations (ETSO, UCTE, NORDEL, UKTSO) des exercices de bilan prévisionnels sont réalisés. A titre d'exemple l'UCTE, qui recouvre l'ensemble du réseau interconnecté européen (à l'exception du Royaume-Uni et de la Scandinavie), établit-elle des prévisions de bilans à la pointe à l'horizon de 10 ans/2/. Cette analyse montre qu'avec les seuls investissements décidés aujourd'hui, les réserves disponibles en Europe devraient être globalement suffisantes à l'horizon 2010 pour assurer le niveau de sécurité souhaitable ; par contre près de 30 GW de capacités supplémentaires sont néces- saires pour maintenir le même niveau de sécurité à l'ho- rizon 2015. Enfin des discussions sont aujourd'hui en cours pour l'élaboration d'une troisième Directive axée sur la sécurité d'approvisionnement, et destinée à créer un cadre garantissant mieux qu'aujourd'hui que des mesures appropriées puissent être prises suffisamment tôt si la sécurité d'approvisionnement se trouvait compromise. Référence [1] RTE Bilan prévisionnel 2006 - 2015 sur www.rte- France.com [2] UCTE Sytem Adequacy Forecast 2005 - 2015 sur www.ucte.org [3] www.ETSO-net.org [4] www.nordel.org [5] www.nationalgrid.com/uk m 'f* ! Jean-Marc Roudergues est ingénieur au sein du département développement et optimlsation du patrimoine de RTE,en char- ge d'élaborer le bllan prévisionnel.De formation ingénleur (Ecole polytechnique, 1975), il a exercé son activité professionnelle dans le domaine de l'économle de l'énergie, au service des études économiques générales, puis dans ledomaine de l'éco- nomie de la productlon d'électrlcité à la direction production transport. REE No 2 Février2005