[email protected] Le forum HYDROPOWER EUROPE Et la Recherche et l’innovation HYDROPOWER EUROPE Les axes d’innovation Grenoble le 29 01 2020 1
Le forum HYDROPOWER EUROPE
Et la Recherche et l’innovation
HYDROPOWER EUROPE Les axes d’innovation Grenoble le 29 01 2020 1
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Generation (GWh/year) Installed capacity (MW)
According Hydropower & Dams World Atlas
70% of economically feasible potential
L’hydro-électricité en Europe
2400
3364
2408
3212 3028
4683
95809236 9183
73807089
45524225
2006200720082009201020112012201320142015201620172018
Capacity under construction (MW)
Hydropower & Dams World Atlas (2019)
Le développement actuel en Europe
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30
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2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018
3537
40
33 33
3029
30 3130 29
25 24
1 0 0 0 0 0 0 0 1 12 2 2
>60m
>150m
Hydropower & Dams World Atlas (2019)
La construction de barrages en Europe
L’Europe et vous?
• Un club de technocrates?
• Une passoire de l’émigration?
• Un rempart de la démocratie?HYDROPOWER EUROPE Les axes d’innovation CFBR Journée Jeunes 29/01/2020 5
Valeurs de l’UE et de la CIGB • L'Union est fondée sur les valeurs
de respect de la dignité humaine, de liberté, de démocratie, d'égalité, de l'État de droit, ainsi que de respect des droits de l'homme, y compris des droits des personnes appartenant à des minorités.
• La CIGB aide la profession à mettre en place des normes et à fixer des règles afin de garantir la sécurité, l’efficacité, l’optimisation des coûts, la protection de l’environnement et la prise de décisions socialement équitables lors de la construction et l’exploitation d’un barrage.
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L’UE: des valeurs aux actions
• 11 800 organisations déclarées comme représentantes d’intérêts auprès des décideurs et fonctionnaires de l’Union européenne (UE).
• 3160 ONG!• 24 894 équivalents temps plein
déclarés par celles-ci.• Business >> 3 milliards €/an • 0 pour les barrages
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Quelles actions pour l’avenir?
• Quel est notre allié?
• La société civile
• Quels sont ses besoins?
• La lutte contre le réchauffement climatique
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La ceinture et les bretelles de sécurité de l’approvisionnement en nourriture, eau et électricité
Nouveaux barrages depuis 2000
Les besoins mondiaux dans 50 ans
• ENERGIE:
– Production d’électricité triplera
– La capacité de stockage sera multipliée par 20
• EAU:
– Les besoins d’irrigation seront multipliés par 2
– Les besoins de stockage d’eau potable en hausse
• SECURITE:
– Les dégâts potentiels des crues en hausse
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L’opportunité pour l’hydro-électricité
• L’Europe désire une transformation fondamentale et économique de son système d’électricité en vue d’un avenir résilient au climat grâce à sa faible émission de C02.
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• L’hydro-électricité contribue fortement à l’achèvement de la décarbonisation de l’énergie et sera d’autant plus nécessaire que les énergies intermittentes pénétreront le marché.
Les 3 challenges de l’énergie en 2035France 2035: Scénario de production 50% nucléaire et 35% éolien+PV avec les données de 2013
(Grand, Lebrun, Vidil et Wagner 2016)
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120
_80
Puissance GW
Les 3 challenges de l’électricité en 20351. La puissance à installer est 3 fois celle des moyens
traditionnelles sans garantie de fourniture2. La production dépasse souvent la demande. 25% inutilisée
(44TWh) cela exige une capacité de stockage de 15 TWh et une puissance de 50 GW au lieu de 5 GW actuellement.
3. Les transitoires entre surplus et déficits sont très fréquents et importants (3GW/h) les moyens de gestion de tels transitoires ne sont pas disponibles à court et moyen terme.
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Les stations de Transfert d’Energie par Pompage (STEP) font partie de la solution. Exemple:• de 0 à 1h : les batteries
• de 1h à 1j : les STEP
• De 1j à 1 mois: Hydrogène ou gaz
Hier
2020
€/MWh
Prix de l’électricité
MW
1 2 (stockage) 3
4 (STEP)
5 6 7 8
1
X
MW
NER 1 2 (storage) 3 5 6 7
«obligation d’achat»
Gain perdu
€/MWh
2
3
Fil de l’eau
Nouveau Prix
Gain
4 (STEP)
Puissance à installer
Puissance à installer
Oui mais… Le challenge actuel des STEP
D’où la nécessité de Recherches et d’Innovations
• Les STEP peuvent assurer flexibilité et stockage. Elles sont à développer.
• Les usines traditionnelles sont invitées à évoluer pour assurer aussi flexibilité et stockage.
• Mais cela doit être réalisé sans augmenter l’impact environnemental.
• Le concept « Twin dams » de Lempérièreréduit cet impact.
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EASE - European Association for Storage of Energy
EREF - European Renewable Energies Federation
EUREC - Association of European Renewable Energy Research
ICOLD - International Commission on Large Dams
IHA – International Hydropower Association
VGB - Technical Association for Generation and Storage of Power & Heat
Le projet Hydropower Europe
Projet H2020 de concertation et de support pour constituer un forum réunissant pendant 3 ans toutes les parties prenantes de l’hydroélectricité en vue de proposer à l’UE un programme de Recherches et d’innovationset une feuille de route stratégique de l’hydro-électricité pour les décennies à venir
Les axes d’innovations1. Amélioration de la production, de la flexibilité et du stockage
2. Amélioration de la performance et optimisation de l’exploitation des usines
3. Amélioration de la performance et de la résilience des équipements électro-mécaniques
4. Amélioration de la performance et de la résilience des infrastructures hydrauliques
5. Concepts nouveaux
6. Amélioration de l’acceptabilité sociale et environnementale
7. Diminution de l’impact du réchauffement climatique
Les “Twin dams” de Lempérière• Soit un réservoir avec V (m3) et H=100m
• Il est partagé en 2 réservoirs de H/2
• de volume : V/(2)3=V/8
• L’eau est pompée de 0,4H à 0,5H
• Le volume d’eau pompée est: V/8[1-(4/5)3]=V/16
• L’énergie turbinée est en kWh : 𝐸1 = 0.8 × 0.5𝐻 ×𝑉
16×
𝑔
3600(𝑘𝑊ℎ)
• L’énergie pour 250 stockages/an: 𝐸𝑦= 250 × 0.8 × 0.5𝐻 ×𝑉
16×
𝑔
3600≅
𝐻𝑉
60(𝑘𝑊ℎ)
• L’énergie/m3/an à H=100m:
• >> 0.5 kWh/m3 traditionnel
• L’énergie hydro mondiale serait multipliée par 3 avec moins d’impacts environnementaux:
𝐸𝑤𝑦 = 1.6 × 6 000 ×109
109≅ 10 000 𝑇𝑊ℎ > 3*Production mondiale 2018
𝐸𝑦 =100
60× 𝑉 = 1.6 𝑉 𝑘𝑊ℎ 𝑜𝑟 1.6 𝑘𝑊 ℎ 𝑚3
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QUIZ!
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Avec 35% d’énergie intermittente en 2035 quelle devrait être la capacité de
stockage d’électricité en France? 500MW 5GW ou 50 GW?
C’est à vous d’innover!Inscription et
participation à la consultation en
septembre 2020!