Ecole Nationale Polytechnique
Laboratoire de Valorisation des Energies Fossiles 11
èmeJournée de l'Energie: Hôtel le Mas des Planteurs
11 avril 2007
Thème : le modèle énergétique de l'Algérie à 2030
Sujet :
DAP -Nouvel outil de prévision de la demande d’électricité à moyen et long terme à SONELGAZ
Mme TALBI Rafika Direction Analyse et Prévisions
Direction Générale du Développement et de la Stratégie / SONELGAZz
Résumé : La prévision de la demande électrique est une étape importante dans le processus de planification des moyens de production, de transport et de distribution d’électricité, car déterminant les investissements à consentir et engage à faire des choix souvent irréversibles.
SONELGAZ vient d’acquérir un nouvel outil de prévision, intégré, de la demande d’électricité qui permet d’appréhender au mieux cette demande.
Ce nouvel outil permet une meilleure modélisation de la demande électrique à travers la prise en compte de plusieurs déterminants clés comme l’évolution du PIB, l’influence de la température,…en restituant une prévision de la demande électrique en Energie et en Puissance à moyen et long terme avec une meilleure performance dans les opérations de calcul.
Dans cette communication, nous présentons la méthodologie de l’outil DAP ainsi que les résultats d’un exercice mené à titre illustratif à travers deux scénarios de développement économiques différenciés Moyen et fort en vue de dégager les principales tendances de l’évolution de la demande d’électricité afin d’en déterminer le niveau global, à ’horizon 2030.
Mots Clés :
DAP : Demand Analysis and Planning PIB : Produit Intérieur Brut
INTRODUCTION
Ces dernières années, des bouleversements économiques se sont opérés à travers le monde entier. Aussitôt, ces changements se sont propagés dans notre pays pour toucher différents secteurs économiques.
Le secteur de l’énergie, le moteur du développement économique et la source de la richesse de notre pays, pour sa part, s’est inscrit dans une logique d’ouverture et de libéralisation répondant aux exigences du contexte international actuel.
Par ailleurs, depuis la promulgation de la loi N° 02-01 du 05 Février 2002 relative à l’électricité et à la distribution du gaz par canalisations, et avec l’application progressive des différents textes de loi, Sonelgaz est passée de l’ère de monopole et de l’opérateur unique de bout en bout de la chaîne électrique vers une ère nouvelle qui annonce une complexité du secteur électrique avec la multiplication du nombre d’intervenants depuis la production jusqu’à la distribution, notamment par l’apparition d’opérateurs privés dans le domaine de la production depuis l’année 2005.
Aujourd’hui, dans un contexte dérégulé et libéralisé, il devient difficile d’appréhender finement les déterminants de la demande électrique et donc de mener des études de prévisions. De part leur nature, ces études nécessitent un nombre important de données et de surcroît fiables. Elles nécessitent également des prévisions d’évolution des paramètres économiques ainsi que ceux relatifs au secteur énergétique qui est lui même en pleine mutation,…
Dans ce sens, Sonelgaz a entrepris des démarches pour s’équiper d’outils de prévision de la demande énergétique devant répondre au contexte actuel.
Pour l’électricité, un modèle intégré permet une meilleure modélisation de la demande électrique. Cet outil intègre, en plus des paramètres socio-économiques, de nouveaux éléments comme l’effet ou l’impact de la température sur la courbe de charge.
Dans le cadre de l’appropriation de cet outil, un exercice de prévision de la demande d’électricité à l’horizon 2030, basé sur le développement de deux scénarios différenciés, sera déroulé en vue de donner un " éclairage" sur l’évolution de la demande à cet horizon.
Les scénarios développés sur la période sont fonctions des hypothèses socioéconomiques telles que l’évolution de la population, l’évolution du Produit Intérieur Brut, …).
Le tableau ci-dessous donne un aperçu sur l’évolution de la demande électrique en énergie et en puissance.
Tableau 1 : Evolution de la demande d’électricité 1980- 2005 Energie
( GWh )
Pointe ( MW )
Tx (%)
Tx (%)
1980 5 329 1 088 1985 - 1980 11,8 11,1
1985 9 410 1 845 1990 - 1985 6,7 8,2
1990 13 013 2 742 1995 - 1990 3,8 4,9
1995 15 699 3 483 2000 – 1995 5,7 5,8
2000 20 761 4 617 2005 - 2000 5,6 5,1
2001 21 901 4 791
2002 22 977 4 965
2003 24 936 5 206
2004 25 910 5 541
2005 27 314 5 921
Il est à préciser que la demande de la clientèle en énergie traduite par la consommation ou par le volume des ventes à toute la clientèle ou en puissance déduite à partir de l’appel de puissance maximum pour chaque année de l’historique, n’a pas cessé d’augmenter et ce depuis 1980. ( voir figure 1 et en figure2, ci-après ) :
Fig 1 : Evolution des ventes électriques 1980 – 2005
Fig 2 : Evolution de la pointe soir 1980 – 2005
Globalement, les données de l’historique de la consommation et de la puissance traduites par les représentations graphiques ci-dessus, Fig 1 : Evolution des ventes électriques 1980-2005 et Fig 2 : Evolution de la puissance maximale 1980-2005, permettent de dégager les aspects suivants :
• le volume des ventes en 2005 a été multiplié par 5 par rapport à celui de l’année 1980,
• une évolution moyenne de 6,7 % par an, entre 1980 et 2005 des ventes totales à la clientèle, a été enregistrée,
• passant de 1 088 MW en 1980 à 5 921 MW en 2005, la demande en puissance a été multipliée par 5. Cette évolution est traduite par un taux d’accroissement annuel moyen de 7% sur cette période.
Cette évolution significative et continuellement croissante de la demande électrique a dû engager SONELGAZ dans de nombreux et lourds investissements .
III- METHODOLOGIE DE PREVISION DE LA DEMANDE D’ELECTRICITE A SONELGAZ
La méthode de prévision de la demande électrique utilisée actuellement à Sonelgaz se fait en plusieurs étapes :
- La première fournit des prévisions macroéconomiques, - La seconde fournit la prévision de la demande en énergie, - La troisième fournit la prévision de la demande en puissance.
1. La prévision macroéconomique : est établie sur la base de scénarios différenciés, celle-ci restitue les évolutions des différentes déterminants socioéconomiques ( valeurs ajoutées sectorielles, parc logement, parc équipement électroménagers, …) .
2. La prévision de la demande en énergie est déterminée sur tableur et permet d’associer à l’évolution des variables précédentes, les projections de la demande d’énergie.
Il est à noter que :
• La projection des valeurs ajoutées sectorielles sert à déterminer la projection de la demande électrique du secteur économique,
• La projection du parc logement ainsi que du parc des équipements des ménages permet d’obtenir la projection de la demande électrique du secteur résidentiel
La combinaison de la demande des secteurs économique et résidentiel constitue la demande électrique totale de la clientèle qui est par la suite éclatée par niveau de tension
3- La prévision en puissance est déterminée, une fois l’énergie annuelle par niveau de tension obtenue. La demande prévisionnelle en puissance est calculée à partir d’un modèle basé sur une méthode sectorielle qui permet d’évaluer les courbes de charge sur le réseau interconnecté.
Limites de la méthode "macroéconomique"
• Dispersion des données économiques et difficulté de collecte,
• Problème de données de l’année de base ( les éléments de l’année n sont des données provisoires et la marge d’erreur en réalisation est parfois importante ),
• Problème de la source d’information ( fiabilité de l’information économique): le choix de la source d’information étant difficile à arrêter,
• Méthode exige un volume d’information économique très détaillé.
En plus des limites indiquées ci-dessus, la méthode macroéconomique conditionne une bonne connaissance de notre système économique de plus en plus complexe et dynamique.
Cette façon de faire est lourde dans sa mise en oeuvre et s’ajoute à cela :
• Généralisation des incertitudes ( l’avenir n’est plus ce qu’il était, simple prolongement du passé ),
• Incapacité de tenir compte de nouveaux paramètres tels que la température qui constitue un facteur contraignant dans l’appel de puissance sur le réseau,
• Incapacité de restituer des prévisions régionales,
• Multiplication des mutations technologiques, économiques, sociales, … impliquant une série de ruptures par rapport aux tendances antérieures.
Présentation et Méthodologie du nouvel outil
Le modèle ( Demand Analysis and Planning ) est un outil intégré de prévision de la demande d’électricité à moyen et long terme.
C’est un logiciel d’Analyse et de Planification de la Demande d’électricité. Conçu pour l’Analyse et la Prévision de la Demande ainsi que pour les études de Maîtrise de la Demande d’Energie (MDE)
• L’Analyse : il permet de représenter l’évolution passée de la demande en termes d’énergie annuelle, de pointe de charge annuelle et de courbes de charge.
• La Prévision : il permet de prévoir la demande future et particulièrement, à planifier des actions de Maîtrise de la Demande d’Electricité (MDE).
Cet outil permet quatre types de prévision : classés du niveau le moins détaillé au plus détaillé, soit
1. Prévision simple;
2. Prévision sectorielle;
3. Prévision consumériste;
4. Prévision MDE ( Maîtrise de la Demande d'Energie ).
Cet outil utilise trois types de données :
• Données contextuelles ( Régions, Secteurs, Equipements ménagers, …),
• Historique des données,
• Profils de charges.
Les méthodes de prévision :
• La prévision simple :
La prévision simple consiste en une simple extrapolation de l’historique de la demande dans le futur pour une région et un secteur donné par exemple.
Elle se base sur l’évolution observée dans le passé et exige un historique assez long de la variable à prévoir.
Comme le reste des méthodes de prévisions et afin de faire la conversion Puissance (MW ) en Energie ( GWh ) et vice versa, le logiciel se base sur un profil annuel de la charge.
• La prévision sectorielle :
Cette méthode de prévision consiste à extrapoler la puissance ou la consommation, non pas sur l'évolution passée de cette variable, mais sur l'évolution d'un " Facteur Déterminant "
tel que ( la population, le PIB , etc.)
Autrement dit, cette méthode considère que la variable à prévoir est d’une manière corrélée à l’évolution du facteur déterminant.
• La prévision consumériste :
La prévision consumériste est basée sur la combinaison de deux variables : 9 Nombre de consommateurs;
9 Consommation moyenne par consommateur.
• La prévision MDE ( Maîtrise de la Demande d'Energie).
La prévision MDE (Maîtrise de la Demande d'Energie) s'effectue en 4 phases : 1. Prévision du nombre de consommateurs,
2. Prévision de la possession d'équipements par consommateur, 3. Définition des facteurs de simultanéité des équipements, 4. Calcul de la prévision MDE.
Cette méthode permet d’étudier la sensibilité de la demande électrique future à d’éventuelles mesures, visant a maîtriser la consommation électrique.
Elle considère que la charge à prévoir est formée par un nombre de consommateurs ayant chacun un nombre d’équipements électroménagers ( chaque équipement a une consommation)
Agrégation : Prévision Régionale / Nationale
Afin de permettre l’agrégation par secteur et par région, les prévisions sont effectuées en trois étapes :
1. Prévision de la demande pour chaque secteur dans une région donnée,
2. Agrégation au niveau régional des prévisions de l’ensemble des secteurs de cette région,
3. Agrégation de toutes les régions au niveau du pays en tenant compte des pertes de transport et de distribution.
Fonctionnalités :
Cet outil est conçu pour réaliser des prévisions de demande au niveau national selon:
• Décomposition régionale ( Nord, Sud, Hauts Plateaux, Directions Régionales de Distribution, …),
• Secteurs d’activité économique ( résidentiel, industriel, tertiaire, … ),
• Niveau de tension ( Haute, Moyenne et Basse Tension ).
La demande électrique est caractérisée par deux valeurs annuelles : la puissance en Pointe ( MW) et l’énergie totale ( GWh ).
Cet outil réalise les calculs de prévisions, soit sur la puissance en Pointe annuelle, soit sur l’énergie annuelle ( selon la disponibilité de données ), le profil ou courbe de charge permet le passage de l’énergie à la puissance .
Avantages de cet outil :
• Prise en compte de la température
Il permet de tenir compte de l’impact de l’effet de la température sur la courbe de charge.
• Facilité dans sa mise en œuvre
Outil convivial, disposant de plusieurs avantages en terme de saisie de données par exemple, ainsi que de leur visualisation permettant ainsi la minimisation des erreurs.
• Restitution et Visualisation des résultats
On peut restituer et visualiser les résultats a chaque niveau détaillé avant l’agrégation, ce qui permet une meilleure interprétation et exploitation des résultats.
• Souplesse de segmentation de la demande électrique à différents niveaux
Cette segmentation est faite selon la disponibilité d’informations et les besoins en sortie, la demande peut être segmentée par Région géographique, Secteur d’activité Economique, niveau de tension, usage,…
Autres avantages :
Outil permettant d’explorer plusieurs scénarios différenciés,
Rapidité dans l’exécution du programme,
Exercice de prévision de la demande à l’horizon 2030
Hypothèses de travail
9 Les projections de demande reposent sur l’idée que l’on se projette dans un avenir où il n’est supposé aucune rupture ou bouleversement particulier de la sphère économique.
9 Incitation à l’introduction de technologies nouvelles, adéquates et nécessaires à un développement durable des différents secteurs.
9 Coopération devant se matérialiser par des apports de financement et de transfert des technologies favorables au développement économique.
Hypothèses macro-économiques : Evolution du Produit Intérieur Brut ( PIB ) Scénario Moyen :
L’hypothèse considérée repose sur le maintien de la tendance actuelle de l’évolution du Produit Intérieur Brut ( PIB ), soit une évolution moyenne de 5,6 % par an.
Scénario fort :
Hypothèse d’un rythme de croissance du PIB de 7,3% par an environ.
Hypothèses sur la population et le Taux d’Occupation de Logement (TOL) :
Pour chacun des scénarios, il est considéré ci-dessous, les hypothèses de population et de Taux d’Occupation de Logement ( TOL ):
• Partant d’une population de 32,8 Millions d’habitants en 2005, celle-ci évoluera au taux annuel moyen de 1,3 % pour atteindre les 45,5 Millions d’habitant en 2030 ( d’après les projections de la population affichées par l’Office National des Statistiques - ONS ).
• Evolution du TOL de 6,34 personnes par logement en 2005 à 4,5 personnes par logement pour le scénario Moyen et de 4 personnes par logement pour le scénario Fort en 2030 ( hypothèses optimistes traduisant des capacités de construction suffisantes pour résorber le
déficit en matière de logement et également des capacités de raccordement suffisantes pour satisfaire toute nouvelle demande )
RESULTATS DES SIMULATIONS
Les résultats de simulations, pour chaque scénario, sont présentés dans les tableaux suivants : Tableau 2 : Résultats du Scénario Moyen
Demande Globale ( TWh )
Puissance en Pointe ( MW )
2005 27 5 921
2006 29 6 057
2010 36 7 920
2015 47 10 600
2020 62 14 200
2025 82 19 000
2030 110 25 400
Tx ( %) 5,4 % 6,0 %
Tableau 3 : Résultats du Scénario Fort
Demande Globale ( TWh )
Puissance en Pointe ( MW )
2005 27 5 921
2006 29 6 057
2010 39 8 620
2015 55 12 550
2020 77 18 270
2025 109 26 590
2030 156 38 710
Tx ( %) 6,9 % 7,8 %
Fig 3 : Evolution de la demande à l’horizon 2030
Les trajectoires futures de la demande électrique pour les deux scénarios sont :
9 Scénario Moyen : la demande future atteindra une valeur de 109 622 GWh en 2030 avec une évolution de 5,4 % par an sur la période.
9 Scénario Fort : affiche une croissance moyenne de 6,9 % , soit une demande future de 76 965 GWh en 2020 et de 156 233 GWh en 2030.
CONCLUSION
Au delà des résultats obtenus par la mise en œuvre de ce nouvel outil à titre d’exercice, il faut retenir les possibilités offertes pour pouvoir explorer plusieurs scénarios différenciés et de mesurer l’impact de politique de maîtrise de l’énergie et de restituer des résultats par région et par secteur.
Ce qui, sans conteste améliorera les données d’entrée des autres études ( développement, tarification, Maîtrise de la demande d’énergie, … ).
En contrepartie, cela impose de disposer d’informations suffisamment détaillées relatives au comportement de consommation de la clientèle, des équipements, … et une maîtrise d’utilisation de cet outil.
L’exercice de prévision de la demande électrique à l’horizon 2030 a permis de donner un aperçu sur la trajectoire future " probable" de cette demande à cet horizon.
Les niveaux différenciés de demande atteints pour chacun des scénarios étudiés, soit 110 TWh environ pour le scénario Moyen et près de 156 TWh pour le scénario Fort, montrent qu’il y a lieu de construire d’autres scénarios pour mieux cerner la demande et les futurs possibles.
