Indicateur trimestriel EnR électriques

Document méthodologique | Indicateur trimestriel EnRé | mars 2013
Indicateur trimestriel EnR électriques
1 Contexte
A ce jour, le développement des énergies renouvelables électriques à horizon 2020 est planifié au niveau régional, à titre
principal, dans le Pacte électrique breton signé le 14 décembre 2010 par l’Etat, le Conseil régional de Bretagne et leurs
partenaires Réseau de Transport d’Electricité (RTE), l’Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie (ADEME) et
l’Agence nationale de l’habitat (ANAH). La Bretagne en effet fait face à une situation d’extrême fragilité électrique, liée à sa
situation péninsulaire, une production insuffisante, une forte hausse de la consommation (croissance démographique) et une
fragilité des réseaux.
Le développement des EnR constitue l'un des trois piliers du Pacte électrique breton et contribue largement à l'atteinte de
l'objectif national de 23% de la consommation d'énergie finale couverte par les EnR à l'horizon 2020 et de 27% pour la
consommation électrique. Le pacte électrique breton a ainsi fixé un objectif de production de 3 600 MW électrique (MWé)
d'origine renouvelable pour 2020, pouvant représenter à l'année une production d'énergie de 8 840 GWh, soit 37% de la
consommation électrique totale prévue en 2020 (23 500 GWh), contre seulement 7% en 2009. Il ainsi prévu de multiplier la
puissance installée par 4 en seulement 10 ans.
Le Pacte électrique breton a fixé un ensemble d’objectifs et d’actions à mettre en œuvre pour chacune des filières EnR
électriques. L’évaluation de ces actions est faite dans le cadre de la Conférence bretonne de l’énergie.
Le développement des énergies renouvelables électriques et thermiques sera également planifié au niveau régional dans le
cadre du Schéma régional du climat, de l'air et de l'énergie (SRCAE) qui vise à définir, à l'horizon 2020, les orientations en
matière de développement des énergies renouvelables, de réduction des gaz à effet de serre, de lutte contre la pollution
atmosphérique et d'adaptation au changement climatique. Le SRCAE vaut schéma régional des énergies renouvelables. Le
SRCAE est élaboré conjointement par le Préfet de région et le Président du Conseil régional, en concertation avec plus de 130
structures associées au projet ; il est actuellement mis à disposition du public avant d'entrer dans une phase de finalisation et
d'adoption programmée en juin 2013.
L'Observatoire régional de l'énergie et des gaz à effet de serre mettra à jour le tableau de bord chaque trimestre.
2 Avertissements généraux
2.1 Raccordement aux réseaux
ERDF raccorde tous les projets ≤ 12 MW sur le réseau public de distribution d’électricité (RPD) et peut, par dérogation,
raccorder des installations jusqu'à 17 MW. Au-delà, les unités de production sont raccordées sur le réseau public de transport
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d’électricité (RPT) géré par RTE. La limite maximale pour une alimentation en BT est fixée à 250 kVA (petit éolien, PV ou
biomasse).
La demande de raccordement électrique est demandée par le producteur à ERDF. La procédure comporte pour simplifier
quatre étapes :
- dépôt de la demande complète (ou qualifiée) de raccordement auprès d’un opérateur qui précise également le délai de
réalisation ;
- signature d’une proposition technique et financière (PTF), premier devis établi par l’opérateur ;
- signature d’une convention de raccordement, qui comporte un devis détaillé déclenchant la réalisation des travaux ;
- signature du contrat réseau et la convention d’exploitation préalable à la mise en service.
A ce jour, peu d’unités de production d’électricité renouvelable sont raccordées sur le RPT. Il s’agit de l’usine marémotrice de
la Rance (238 MW) et de quelques ouvrages hydroélectriques de taille significative, dont la centrale hydroélectrique de
Guerlédan (15 MW). Des unités de taille importante devraient à court ou moyen terme être raccordées sur le RPT en Bretagne
: il s’agira dans l’immédiat de fermes éoliennes terrestres (Centre Bretagne) ou en mer (St-Brieuc) et d’unités de combustion
biomasse (Rennes).
2.2 Ecarts avec les indicateurs existants
L’observatoire de l’énergie et des gaz à effet de serre produit déjà par ailleurs d’autres bilans de production d’énergie en
Bretagne :
- Les chiffres clefs de l’énergie (brochure)
- Le bilan de production électrique annuel par département (tableau de bord)
- Le bilan de production EnR par territoire (tableau de bord)
Ces bilans sont annuels, contrairement à l’indicateur trimestriel EnR électriques.
Il est important de noter que certaines données affichées dans ces bilans annuels peuvent légèrement différer des ceux de
l’indicateur EnR électriques trimestriel, les méthodes n’étant pas les mêmes :
-
Méthode indicateur EnR trimestriel électrique : puissances raccordées au RPD ou au RPT
-
Méthode bilans annuels : reconstitution des installations (nombre, puissance, production) à partir de données
partielles issues de nombreuses sources : DREAL, EDF, ERDF, Région Bretagne, exploitants des installations, ADEME,
AILE, etc.
Les puissances annoncées ne sont correspondent donc pas toujours aux puissances raccordées au RPD.
3 Avertissements éolien et photovoltaïque
L'éolien terrestre et le solaire photovoltaïque sont deux filières dont les caractéristiques propres justifient une analyse à une
maille départementale. Le nombre des installations et la part grandissante dans la puissance électrique renouvelable installée
pour le photovoltaïque ; les puissances unitaires et la part déjà prépondérante dans le mix énergétique breton pour l'éolien.
Cette approche permet en outre d'appréhender les contextes locaux qui ont un impact sur le développement des filières.
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3.1 Eolien
Les éoliennes se divisent généralement en 3 catégories :
- le grand éolien : puissance > 350 kW
- le moyen éolien : puissance entre 36 kW et 350 kW
- le petit éolien : puissance entre 1 kW et 36 kW
Le petit et moyen éolien sont particulièrement adaptés pour l’équipement des particuliers, des exploitants agricoles, des
entreprises et des bâtiments publics.
3.1.1 Puissance raccordée (source ERDF)
ERDF comptabilise l’ensemble des installations éoliennes raccordées au RPD (y compris le petit éolien), mais ne comptabilise
dans la file d’attente de raccordement que les installations à raccorder sur le réseau BT (> 36 kVA) et HTA (petit éolien exclu).
En Bretagne, 100% des parcs éoliens sont aujourd'hui raccordés au RPD (un parc = ensemble d'éoliennes interconnectées et
raccordées à un seul poste de livraison qui fait l'objet en général d'un contrat d'achat). Cependant, des parcs éoliens sont à ce
jour en file d’attente de raccordement au RPT.
3.1.2 Puissance autorisée (source DDTM/DREAL)
Les services de l’Etat DREAL/DDTM retiennent les critères de taille et puissance des éoliennes définissant les procédures
administratives applicables :
- petit éolien : < 12m
- moyen éolien : entre 12m et 50m
- grand éolien : > 50m
Les données du SIG DDTM/DREAL, qui reposent sur les standards définis par la COVADIS ne concernent que l’éolien soumis à
permis de construire (> 12m) et désormais à procédure ICPE, c’est-à-dire le moyen et grand éolien.
La puissance autorisée par permis de construire (PC) correspond à l’ensemble des permis délivrés par arrêté préfectoral ; la
construction du parc éolien est autorisée et peut être engagée par le porteur du projet. Les permis déposés (la demande de
permis de construire a été déposée et l'instruction a débuté), refusés (sur la base des conclusions de l'instruction menée par
les services de l'État, la demande de permis de construire a été refusée par le préfet), sans suite (la demande de permis de
construire a été accordée par le préfet mais soit la demande est abandonnée unilatéralement par le porteur du projet, soit le
permis de construire une fois accordé est retiré par le demandeur ou l'administration. Le parc éolien ainsi demandé ne sera
pas construit) ou encore annulés (la demande de permis de construire a été annulée par une décision de justice suite à un
contentieux) ne sont pas pris en compte.
3.1.3 Puissance potentielle autorisée réglementairement (source DDTM/DREAL)
Il s’agit de la puissance autorisée encore disponible et pouvant être concrétisée à terme par un parc raccordé et en service (=
puissance autorisée – puissance raccordée).
Pour mémoire, la validité des permis de construire est de 2 ans ; au-delà, le permis est caduc et il est considéré sans suite dans
le SIG DDTM/DREAL. Ce délai est suspendu s'il fait l'objet d'un recours. La déclaration d'ouverture de chantier peut intervenir à
tout moment durant ces 2 ans ; la validité sera annulée en cas d'interruption du chantier supérieure à 1 an.
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3.2 Photovoltaïque
3.2.1 Puissance raccordée (source ERDF)
ERDF comptabilise l’ensemble des installations éoliennes raccordées au RPD ; seules les installations en autoconsommation
complète ne sont pas recensées.
4 Filières renouvelables
4.1 Biogaz / biomasse
La biomasse se définit comme « la fraction biodégradable des produits, déchets et résidus provenant de l'agriculture, y
compris les substances végétales et animales issues de la terre et de la mer, de la sylviculture et des industries connexes, ainsi
que la fraction biodégradable des déchets industriels et ménagers » (article L211-2 du code de l’énergie).
L’électricité produite à partir de biomasse s’obtient par combustion directe de la matière ou suite à une ou plusieurs étapes de
transformation. On distingue, pour ce qui concerne la production d’électricité, deux filières principales :
- la filière bois-énergie (combustion)
- la filière biogaz (principalement méthanisation, puis combustion du biogaz)
Les technologies permettant de transformer la biomasse en chaleur et en électricité sont relativement matures bien qu’elles
fassent l’objet d’une recherche permanente de productivité ou d’amélioration des performances environnementales.
La méthanisation est une technologie arrivée à maturité qui repose sur la dégradation par des bactéries d’une biomasse
organique en conditions anaérobies dans un réacteur appelé digesteur. La biomasse organique est alors convertie en biogaz,
qui peut être valorisé sous différentes formes :
- pour alimenter un réseau de gaz ou une chaudière à gaz
- comme carburant véhicule
- pour alimenter un moteur qui produira de l'électricité et de la chaleur en cogénération
Un avantage de la méthanisation par rapport à d’autres modes de production d’énergie renouvelable est le fonctionnement
continu des installations (environ 8 000 heures par an).
La typologie des unités produisant de l’électricité à partir de biomasse en Bretagne est la suivante :
- unités de méthanisation à la ferme, de petites tailles (< 1 Mwé)
- unités de méthanisation dites « centralisées » ou « collectives », multi-acteurs, de taille plus importante
- unités de valorisation du biogaz de stations d’épuration par le traitement des boues.
- unités de valorisation du biogaz des installations de stockage de déchets non dangereux (ISDND)
- cogénération à partir de bois-énergie ou cultures énergétiques
4.2 Déchets & assimilés
Les usines d'incinération des ordures ménagères (UIOM) produisent de l'électricité que l'on qualifiera de « renouvelable » car
elle est disponible sur le très long terme et participe d'une démarche environnementale (moins d'émission de CO2, meilleure
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gestion des ressources, etc.) mais pour une partie seulement : par convention, on considère pour les UIOM que 50% des
déchets incinérés sont d'origine renouvelable et que 50% de l’électricité produite est donc d’origine renouvelable.
4.3 Eolien
L’énergie éolienne est produite à partir de la force du vent (transformation de l’énergie mécanique du vent en énergie
électrique). Les unités de production éolienne en mer ou offshore peuvent être ancrées aux fonds marins ou flottantes.
Aujourd'hui, les éoliennes terrestres sont de l’ordre de 2 à 2,5 MW (le parc de La Gacilly inauguré en septembre 2011
comprend des éoliennes de 3 MW), les éoliennes offshores de l’ordre de 5 MW (projets 7 MW). Les premières éoliennes en
mer en Bretagne entreront en service en 2018 (parc offshore de 100 éoliennes cumulant une puissance de 500 MW en baie de
St-Brieuc, porté par SAS AILES MARINES).
4.4 Hydraulique
Un ouvrage hydroélectrique transforme l'énergie potentielle entre deux points d'un cours d'eau en énergie cinétique, puis
électrique (l'eau actionne une turbine reliée à un alternateur). On distingue généralement trois familles d'ouvrages
hydroélectriques : les ouvrages de production au fil de l'eau, les ouvrages « de lac » ou « d’éclusée », et les stations de
transfert d’énergie par pompage. L'énergie hydraulique recouvre des réalités très variées. La fourchette de taille des ouvrages
y est particulièrement large, allant de plusieurs MW à quelques kW. On parle de petite centrale hydroélectrique en-deça de 10
MW en comparaison avec les grands barrages hydroélectriques. On retiendra, par convention, la classification suivante :
- grande hydraulique : 10 MW < p
- petite hydraulique : 1 MW < p < 10 MW
- micro hydraulique : 10 kW < p < 1 MW
- pico hydraulique : p < 10 kW
4.5 Photovoltaïque
L’énergie solaire photovoltaïque transforme le rayonnement solaire en électricité grâce à des cellules photovoltaïques. Les
systèmes photovoltaïques sont composés de cellules permettant la transformation de l’énergie lumineuse en courant
électrique continu. Ces cellules sont assemblées sous forme de modules, qui sont implantés sur des supports de fixation
permettant d’assurer la résistance mécanique et l’étanchéité du système. Le courant continu issu des modules est transformé
en courant alternatif via un onduleur. Il est ensuite injecté sur le réseau de distribution d'électricité si le panneau est raccordé,
ou bien consommé directement sur le lieu de production. Quatre générations technologiques coexistent, à des stades
différents de maturité :
- cellules en silicium cristallin,
- cellules en couches minces,
- cellules organiques,
- systèmes photovoltaïques à concentration (CPV - concentrated photovoltaics) : les rayons lumineux sont concentrés par des
lentilles optiques sur une petite surface photovoltaïque à haut rendement.
A titre d'ordre de grandeur, on considère que 1 KWé est obtenu de 10m2 de panneaux solaires ; la surface totale nécessaire
pour les centrales au sol est 2 à 3 fois supérieure du fait de l’ombre portée des panneaux.
4.6 Rance
Les énergies renouvelables de la mer désignent l’ensemble des technologies permettant de produire de l’électricité à partir
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des différentes forces ou ressources du milieu marin : énergie hydrolienne (utilisation de la force mécanique des courants
marins), énergie houlomotrice (énergie cinétique et potentiel du aux mouvements des vagues), énergie thermique des mers
(exploitation d’une partie de la chaleur de l'eau), énergie osmotique et énergie marémotrice (exploitation du flux et du reflux
de la marée pour alternativement remplir ou vider un bassin de retenue en actionnant des turbines). A ce jour, il existe une
seule unité de production marine, l’usine marémotrice de la Rance (238 MW).
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