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Elaboration et évaluation des différents scénarios du mix électrique futur du Maroc

Workshop Rabat 23-24.05.2016

Objectifs du lot de travail 1

• Identification des potentiels et possibilités de la secteur électrique jusqu‘à 2050

• Evaluation de différents scénarios du mix électrique futur jusqu‘à 2050

• Discussion sur les raisons d’avoir choisir un certain technologie dans un scénario

Elaboration de différents scénarios du mix électrique futur

23.05.2016 2 financé par le Ministère fédéral de la Coopération économique et du Développement (BMZ)

Question clé du lot de travail 1

Lesquelles sont les potentiels techniques-économiques des différents chemin d‘un mix électrique futur et comment est-ce qu‘ils sont évalués de différents groups d‘acteurs nationaux?


Les interfaces des lots de travail (WP) du projet MENA SELECT – Identification de l’acceptabilité: élement majeur du projet

Composition des scénarios

(resultats: capacité installée & production de l’électricité par technologie, …)

Evaluation des scénarios

(resultat: classement des scénarios selon les préférences des parties prenantes )

Pondération de critères

Techno-économique

Social Ecologique

Techno-économique

WP3

WP3 / WP1

WP1

Evaluation (étape 3) est un résultat direct de la composition des scénarios (étape 1)

Evaluations Socio-economiques et ecologiques

Entre autres:

- Indépendance énergétique

- Consommation d’espace - Consommation d’eau

Ecologique

Social

Appliqué aux scén.

WP2 Etape 1

Etape 2

Etape 3

Elaboration et évaluation des différents scénarios du mix électrique futur du Maroc

Marina Berg

Collaboratrice scientifique Workshop Rabat 23.05.2016

Agenda pour le 23ème Mai 2016 09:00 Enregistrement

09:15 Introduction générale

09:45 Modélisation du mix électrique futur

10:45 Pause-café

11:00 Le système énergétique du Maroc aujourd‘hui et dans le futur

Présentation de Mr. Abdelhadi Bennis

Présentation de Mr. Khalid Benhamou

12:30 Pause-déjeuner

14:15 Elaboration des futurs scénarios énergétiques pour le Maroc I: méthode, paramètres d‘entrées et de sorties

15:15 Pause-café

15:30 Elaboration des futurs scénarios énergétiques pour le Maroc II: application du modèle

17:00 Fin du premier jour


Agenda pour le 24ème Mai 2016

09:15 Salutation

09:30 Analyse multicritère I: rassembler les dimensions de scénarios

11:15 Pause-café

11:30 Analyse multicritère II: rassembler les dimensions de scénarios

12:30 Pause-déjeuner

14:00 Analyse multicritère III: rassembler les dimensions de scénarios

15:15 Pause-café

15:30 Combinaison des scénarios et de l’analyse multicritère, Conclusion

17:00 Fin du workshop


Modélisation (informatique) du mix électrique futur

09:45 – 10:45H


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10.000

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2014 2030 2050

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W)

éolie solaire hydroélectricité charbon gaz fioul et diesel

L‘avenir énergétique du Maroc

32% renouvelable

Source: propre graphique basé sur www.one.org.ma

23.05.2016 financé par le Ministère fédéral de la Coopération économique et du Développement (BMZ) 9

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2014 2030 2050

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52% renouvelable

Source: propre graphique basé sur www.one.org.ma et Schinke et Klawitter, 2016


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30.000

2014 2030 2050

Pu

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?

Source: propre graphique basé sur www.one.org.ma et Schinke et Klawitter, 2016


Le contenu

• Le functionnement du modèle

• L‘évaluation des scénarios

– La perspective temporelle

– La perspective spatiale

• L‘ordre d‘utilisation des centrales


Le modèle de l’Université de Flensburg

Renewable ENergy PAthway Simulation System

= RENPASS

Un modèle open source:

– Le logiciel est libre et gratuit

– Toutes les données sont libres et gratuites

– Transparence comment les résultats sont dérivés


Différences avec autres modèles

• Open source

– Le programme

– Toutes les données

• Transparence sur les résultats

Renpass: Optimisation des coûts par kWh à la base de la puissance totale installée


Le fonctionnement du modèle

Renewable ENergy PAthway Simulation System


Utilisation dans le workshop

On utilise un modèle simplifié d‘Excel dans notre workshop à cause de la complexité du modèle renpass!


Le contenu


• Le développement des scénarios





Développement du mix électrique futur


Prévisions Scénarios

Continuation d‘une situation/développement du passé

Création d‘une nouvelle situation dans le futur

Evénement probable Création des résultats voulus

Pouvoir faire des déductions dans le présent à partir des changements nécessaire


On a choisi de développer les scénarios!

Définition d’un scénario:

Une description plausible de la façon dont l’avenir pourrait se développer, basé sur l’ensemble d’hypothèses cohérentes et des spécifications d’un système d’électricité d’un pays.


Les scénarios

Avantages:

• Définition et évaluation d’un futur voulu

• Peu de données du passé sont nécessaire (principalement de la situation actuelle)

Inconvénients:

• Beaucoup d’hypothèses et estimations



Le but de notre workshop est de développer environ 5 différents scénarios du mix électrique futur du Maroc pour l‘année 2050!


Le contenu







La perspective temporelle

L‘année de nos scénarios sera 2050.

Pourquoi?

– Comparabilité avec autres résultats scientifiques

– Limitation du température de 2 degrés au milieu du siècle (L‘accord de Paris de 2015)

– Evitement de mauvais investissements pour les centrales lesquelles ne sont pas nécessaires dans l’avenir


Backcasting: La définition d’un futur voulu et le chemin pour être capable de l’atteindre.

24

Source: Rotmans et al. 2001

Aujourd‘hui 2020 2030 2040 2050


23.05.2016 financé par le Ministère fédéral de la Coopération économique et du Développement (BMZ)


Concernant le modèle:

– La demande d’électricité sera satisfaite dans chaque heure dans l’année

– Les fluctuations entre les temps sera couvertes

Aucune congestion d’électricité dans le système




Source: propre illustration basé sur le modèle RENPASS

Le contenu







La perspective spatiale

La différenciation dans un pays

• Le potentiel du vent

• Le potentiel du rayonnement solaire

• Le terrain

Maroc: 4 régions

Permet une modélisation plus détaillée


La perspective spatiale

1. La côte et les plus grandes villes (nord)

2. Le réseau atlas (centre)

3. Le désert (nord-est)

4. Le sud


1

2 3

4

Le contenu





• L‘ordre d’utilisation des centrales

– La préséance économique

– Les spécifications des centrales


L‘utilisation des centrales

Chaque centrale à différentes spécifications et peut produire l‘électricité à des instants différents d‘une journée ou dans l‘année.

Il y a des centrales fluctuants, non-réglables et réglables.


Les centrales fluctuants et non-régables produisent l‘électricité quand leur ressource est disponible.

Ce sont l‘énergie du vent, l‘énergie solaire photovoltaïque et l’énergie géothermique

Les centrales fluctuants et régables produisent l‘électricité quand leur ressource est disponible mais on peut le contrôler.

Ce sont l‘hydroélectricité, l‘énergie solaire à concentration


L’utilisation des centrales

Les centrales non-fluctuants et réglables produisent l‘électricité quand il est nécessaire.

Ce sont le biogaz, l‘énergie nucléaire, les centrales à charbon, les centrales au gaz naturel, les centrales à fioul/diesel


L’utilisation des centrales

L‘ordre de préséance économique

L‘utilisation des centrales découle de la préséance économique (Merit Order) des centrales.

La centrale, qui a les moindres coûts margineaux (coût supplémentaire induit par la dernière unité produite), produit d‘abord.


L‘ordre de préséance économique


Source: http://www.energie.sia-partners.com/20130620/lelectricite-a-prix-negatif-effet-pervers-du-modele-de-marche-favorisant-les-enr

L‘utilisation des centrales

Combination de l‘orde de préséance économique avec la courbe de charge.


La courbe de charge de la semaine 1 en 2050



Les centrales fluctuants/non-réglables

L‘énergie du vent (les éoliennes):

– Renouvelable et décarbonée (en phase d‘exploitation)

– Dépendance de la puissance et de la régularité du vent

– L’énergie perdue si ce n’est pas utilisée

– Les coûts opérationnels faibles

Ici: les éoliennes terrestres et industrielles


Source: http://www.connaissancedesenergies.org

L‘énergie solaire photovoltaïque:


– Dépendance de la solaire

– Petit module et beaucoup d‘espace pour une grande centrale


– Les coûts d’investissements moins chère que des éoliennes



Les centrales fluctuants/non-réglables

Centrale géothermique:

– Renouvelable et décarbonée

– Connaissances détaillées en couches géologiques


– Les coûts très élevé d‘investissements par MW autant que les coûts opérationels

Ici: la géothermie profonde (2000 mètres) à haute énergie


Les centrales non-réglables


La courbe de charge de la semaine 1 en 2050



La charge résiduelle


Plus d‘électricité nécessaire

Surproduction des éoliennes et de l’énergie solaire photovoltaïque


Centrale au biogaz:


– Décomposition des déchets organiques

– Production d‘électricitié très flexible

– Les coûts d‘investissements sont deux fois moins que d‘une centrale géothermique


Les centrales réglables


Les centrales fluctuants et réglables

L‘énergie solaire à concentration:


– Dépendance de la solaire

– Stockage de l’électricité (chaleur) possible

– Régulation de la capacité possible

– Les coûts élevés d‘investissements par MW autant que les coûts opérationels (moins chère que la géothermie)

ici: les miroirs cylindro-paraboliques


Source: http://www.lemonde.fr/afrique/article/2016/02/05/a-tamezghitane-mohammed-vi-inaugure-la-station-solaire-noor-1_4860402_3212.html

Hydroélectricité:


– Utilisation d‘un grand terrain

– Dépendance de l‘eau

– Les coûts opérationnels les moins faibles mais coûts élevé d’investissements

ici: les barrages hydroélectriques



Les centrales fluctuants et réglables

Centrale nucléaire:

– Dépendance des carburants radioactifs

– Une production décarbonnée

– Production de déchets radioactives (stockage nécessaire, les coûts indéfinissables)

– Production d‘électricité n‘est pas flexible

– Les coûts très élevé d’investissements par MW mais faibles pendant l‘opération




Centrale à charbon:

– Dépendance du charbon, un combustible fossile

– Émission de CO2

– Une grande puissance unitaire possible

– Production d‘électricité un peu flexible (environ 3h de démarrage)

– Les coûts d‘investissements par MW comparables avec l‘hydroélectricité




Centrale à fioul et diesel:


– Dépendance de fioul/diesel; dépendance de cours du pétrole


– Production d‘électricité un peu flexible (environ 3h de démarrage)

– Les coûts d‘investissement moins faible par MW que des éoliennes mais dure dans la production



Source: http://www.one.org.ma

Centrale au gaz:

– Dépendance du gaz naturel, un combustible fossile



– Production d‘électricité très flexible (environ 1h de démarrage)

– Les coûts d‘investissement moins faible par MW que des éoliennes mais dure dans la production

– Ici: les centrales au gaz naturel et à cycles combinés



Source: http://www.eet.ma

La courbe de charge



Stockage:

– Consommation de l‘électricité „perdue“

– Production de l‘électricité quand la demande est forte

– Nécessité de beaucoup d‘espace

– Nécessité de grands différences de niveau

– Les coûts opérationnels faibles

– Ici: STEP (stations de transfert d‘énergie par pompage) 23.05.2016 54 financé par le Ministère fédéral de la Coopération économique et du Développement (BMZ)



Le système complèt



hydroélectricité

Le mode de fonctionnement Le

s ca

pac

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les

Les

cap

acit

és

flu

ctu

ants

éoliennes

solaire photovoltaïque

ESC

Centrale nucléaire

Centrales à charbon

Centrales au gaz

Centrales à fioul

biogaz

géothermie

STEP


La courbe de charge

La charge résiduelle

Le système cohérent

L‘entraînement supplémentaire

• L‘entraînement sur le modèle renpass

• Quand: fin de 2016

• Participants: du milieu académique + représentants de différents milieus

L‘entraînement sur le logiciel, les changements, propres scénarios


Les scénarios


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2014 2030 2050

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MW

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Les sujets pour les scénarios en 2050

• Les mêmes pourcentages de capacités que dans l‘année 2030

• Une production faible des émissions de CO2

• Les coûts faibles par kWh

• Une grande part des énergies renouvelables dans le système

• Une grande part de l‘énergie du vent dans le système

• Une grande part de l‘énergie solaire photovoltaïque dans le système

• Une grande part de l‘énergie solaire à concentration dans le système

• Une importation faible des ressources d‘énergie de l‘autres pays

• 100% énergies renouvelables

• Que manquez-vous?

Les deux scénarios les plus importants pour vous comme représentant de votre entreprise/milieu pour l’avenir

Discussion sur les raisons après


Je vous remercie pour votre attention et votre contribution!

Marina Berg Zentrum für nachhaltige Energiesysteme (ZNES) Universität Flensburg Munketoft 3b 24937 Flensburg Telefon: +49 (0) 461 805 3028 Fax: +49 (0) 461 805 2532 E-Mail: [email protected] [email protected] Web: www.uni-flensburg.de/eum www.znes-flensburg.de


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