Elaboration de sc´ ´ enarios contrast´ es

L’´etude prospective de La R´eunion s’articule autour de quatre sc´enarios :

1. Le sc´enario tendanciel, not´e BASE, s’appuie sur les tendances de croissance de la demande du sc´enario m´edian. Nous ne mod´elisons aucune incitation ou objectif d’int´e- gration des ´energies renouvelables dans le syst`eme de production. Dans ce sc´enario, nous avons jug´e inopportun de transf´erer une partie de la demande en transports vers les v´ehicules ´electriques, car le mix de production aura certainement une forte composante charbon ce qui n’am´eliorerait pas le contenu carbone du transport.

2. Dans le sc´enario 100 % ENR, la part des ´energies renouvelables dans le mix ´elec- trique atteint 100 % en 2030. Ce sc´enario traduit une d´emarche volontaire de l’ˆıle de La R´eunion pour atteindre l’autonomie ´energ´etique. S’engageant dans cette voie, on s’attend `a ce que La R´eunion s’appuie sur la MDE et l’int´egration forte d’´energies re- nouvelables. Ce sc´enario utilise l’´evolution de la demande ´electrique du sc´enario MDE renforc´ee, `a laquelle s’ajoute la demande li´ee aux v´ehicules ´electriques car c’est l’en- semble du syst`eme ´energ´etique qui tend vers l’autonomie.

3. Le sc´enario PV-OCE est une variante de 100 % ENR. Nous avons ajout´e des ob- jectifs contraignants pour le d´eveloppement de l’´energie photovolta¨ıque (700 MW) et les ´energies marines (150 MW) `a l’horizon 2030, de fa¸con `a repr´esenter les politiques d’incitations actuelles qui promeuvent ces deux sources. Ces objectifs sont en ligne avec ceux pr´esent´es pr´ec´edemment.

4. Le sc´enario Rupture est aussi une variante de 100 % ENR, o`u nous envisageons l’exploitation du potentiel g´eothermique de la plaine des Sables et l’abandon de l’in- dustrie sucri`ere. Ces deux d´ecisions offriraient des potentiels d’´energies renouvelables importants, mais n´ecessiteraient des d´ecisions politiques fortes et en rupture avec le d´eveloppement actuel de l’ˆıle car elles pourraient ˆetre difficilement accept´ees par la population.

Dans les sc´enarios 100 % ENR, PV-OCE et Rupture, l’objectif 100 % ENR est obtenu en r´eduisant progressivement `a z´ero la part des importations d’´energies fossiles entre 2010 et 2030. On ajoute ´egalement `a ces sc´enarios un objectif d’installations de 300 MW de panneaux solaires en 2020. Ce pronostic, estim´e par l’ARER, traduit le volontarisme des acteurs publics en faveur de cette ´energie. Nous pr´ef´erons promouvoir le d´eveloppement du photovolta¨ıque en imposant des quantit´es minimales de d´eveloppement en premi`ere approche, car nous n’avons pas mod´elis´e les m´ecanismes de d´efiscalisation et de tarif de rachat11.

11. En effet, mod´eliser les m´ecanismes de subventions des ENR n´ecessite plus de donn´ees que celles `a notre disposition (niveau de d´efiscalisation pour l’´energie solaire, prime aux planteurs pour la bagasse, modification ou non du tarif de rachat pour les ´energies marines), c’est pourquoi nous avons privil´egi´e l’approche par les quantit´es.

Par ailleurs, l’ˆıle de La R´eunion s’est port´ee candidate aupr`es de l’ ´Etat `a une exp´erimentation dans le domaine de l’´energie, ce qui l’autoriserait `a exp´erimenter des dispositions l´egislatives et r´eglementaires d´erogatoires par rapport aux dispositions nationales, avec par exemple :

– une nouvelle r´eglementation thermique ; – une fiscalit´e propre ;

Hypoth`eses ´economiques

2008 est l’ann´ee de r´ef´erence du mod`ele. Les coˆuts et montants sont exprim´es en 2008e. Nous avons utilis´e une parit´ee/USD de 1,468 en 200812_.

Le taux d’actualisation retenu est de 7 %. Il s’agit d’une valeur m´ediane entre d’une part un taux trop ´elev´e ´ecrasant l’int´erˆet des g´en´erations futures et limitant les investissements dans des technologies rentables du point de vue ´energ´etique mais plus ch`eres ; et un taux trop faible m´econnaissant la pr´ef´erence pour le pr´esent et ´etant plus gourmand en investissements [6]. Le renouvellement du syst`eme ´electrique de La R´eunion d´epend de la valeur choisie pour le taux d’actualisation.

Dimensionnement en puissance

Malgr´e le d´ecoupage infrajournalier, le besoin r´eel de capacit´e est toujours sup´erieur `a celui d´eriv´e de la consommation moyenne de la timeslice de pointe (eted2 pour La R´eunion). La contrainte de r´eserve de pic (cf. ´equation (1.10)) garantit l’installation d’une r´eserve suppl´e- mentaire de capacit´e pour rendre compte de la surcapacit´e n´ecessaire pour passer les p´eriodes de forte demande et faire face aux al´eas. L’´equation est caract´eris´ee par un facteur de r´eserve, appel´e « reserve », pr´ecisant le pourcentage de surcapacit´e `a pr´evoir. Le pourcentage de sur- capacit´e exprime le rapport entre la capacit´e totale install´ee sur le syst`eme, Ptotale, et la

puissance moyenne appel´ee sur la timeslice eted2, Peted2 :

reserve = Ptotale

Peted2

− 1 = 626

371− 1 = 0, 69 (3.1)

La valeur est calibr´ee sur l’ann´ee 2008 et peut sembler ´elev´ee. En r´ealit´e, la puissance moyenne sur eted2 ´etant inf´erieure `a la puissance de pointe r´eelle du syst`eme, le facteur de r´eserve dans TIMES est n´ecessairement plus ´elev´e qu’un facteur de r´eserve qui serait calibr´e sur la puissance de pointe r´eelle. Nous faisons l’hypoth`ese que l’´evolution du syst`eme ´electrique se fait avec les mˆemes caract´eristiques de gestion, c’est pourquoi nous conservons cette valeur actuelle de surcapacit´e sur tout l’horizon.

On attribue aussi `a chaque technologie un coefficient de participation `a la r´ealisation de cette r´eserve. Ce coefficient compris entre 0 et 1 permet de diff´erencier les contributions de chaque centrale. Nous avons attribu´e la valeur 1 pour les centrales d´elivrant de la puissance garantie (y compris l’´energie thermique des mers) et 0,3 pour la production intermittente (´energies ´eolienne, solaire, ´energies des vagues, hydraulique au fil de l’eau), comme cela a ´et´e fait dans d’autres ´etudes prospectives [6]. Ces cœfficients impliquent que les ´energies intermittentes install´ees ne participent qu’`a hauteur de 30 % des capacit´es install´ees aux besoins de surcapacit´e du syst`eme, ce qui tend `a limiter leur int´egration sur le syst`eme ´electrique.

– des r`egles sp´ecifiques pour la valorisations des ENR et de la MDE.

Cette possibilit´e accroˆıt la difficult´e de repr´esenter le syst`eme de subventions puisque celui-ci est amen´e `a ´evoluer sur l’horizon ´etudi´e.

Intermittence

La gestion de l’intermittence est une probl´ematique cruciale du futur syst`eme ´electrique de La R´eunion, comme en t´emoignent la mise en place de la limite des 30 % de puissance intermittente connect´ee au r´eseau et l’exp´erimentation de solutions de stockage pour g´erer les fluctuations de la production intermittente. Ces deux solutions, bien que prometteuses, ne sont pas, dans un premier temps, int´egr´ees dans notre mod`ele, car il ne permet pas de mod´eliser les ´echanges d’´energies `a l’int´erieur d’une timeslice. Nous choisissons d’aborder ces questions `a partir de l’analyse des r´esultats.

Les deux solutions se d´efinissent comme suit : 1. La limite des 30 % s’´ecrit `a un instant t :

X p∈int Pp(t) ≤ 0, 3 X p∈prod(t) Pp(t) (3.2) o`u :

– Pp(t) est la puissance produite `a l’instant t par le process p ;

– « int » l’ensemble des sources de production intermittentes.

L’in´equation exprime que la somme des puissances des moyens de production intermit- tente connect´es `a l’instant t doit ˆetre inf´erieure `a 30 % de la puissance totale connect´ee au r´eseau `a l’instant t. Cette contrainte pourrait id´ealement s’appliquer `a chaque time- slice, ce qui permettrait que la limite des 30 % soit v´erifi´ee pour la production moyenne d’une timeslice.

2. Actuellement, les moyens de stockage se restreignent `a la batterie NaS d’1 MW ins- tall´ee fin 2009. Jusqu’`a pr´esent, il n’y a pas de STEP install´ees, et leur utilisation, tout comme que le d´eploiement de solutions de stockage chimique sont envisag´es pour participer `a la gestion de l’intermittence. `A La R´eunion, la mission principale de ces installations sera de lisser les fluctuations de production `a des ´echelles de temps courtes. Les ´echanges de puissance entre les moyens de production et de stockage se feront alors vraisemblablement `a l’int´erieur d’une timeslice, et non pas entre plusieurs timeslices. – D’une part, les appels d’offre de la CRE stipulent que le stockage associ´e au solaire

photovolta¨ıque doit assurer la fourniture d’un niveau de puissance de ces installations pendant 15 `a 30 minutes.

– D’autre part, la vocation de l’actuelle batterie NaS est de participer `a la stabilit´e du syst`eme et de parer aux chutes de production provoqu´ees par un effacement soudain des sources intermittentes (de l’ordre d’une dizaine de minutes) [96].

´

Emissions

Enfin, il est possible de limiter le niveau d’´emissions de CO2 et de gaz `a effet de serre,

puisque le territoire r´eunionnais est soumis aux objectifs de r´eduction europ´eens. Dans un premier temps, cette contrainte n’a ´et´e activ´ee ni dans le sc´enario tendanciel, ni dans les sc´enarios 100 % ENR, PV-OCE et Rupture o`u les ´emissions diminuent avec la contrainte limitant l’utilisation des ressources fossiles.

On ne propose pas d’options de capture et s´equestration du CO2. Ces technologies sont

ch`eres et il est peu probable qu’un syst`eme de la taille de La R´eunion puisse financer ce type de projet. De plus, l’int´erˆet de ces technologies est faible `a La R´eunion dans la mesure o`u l’objectif 100 % ENR limite de lui-mˆeme les ´emissions.