Les défis techniques de la transition énergétique 19 avril 2016 - Pole Hainuyer

Les défis techniques de la transition énergétique 19 avril 2016 - Pole Hainuyer Ir. Michaël Marique, LABORELEC, Managing Director LABORELEC In a few figures 19 avril 2016 2 Les défis techniques de la transition énergétique – M. Marique – Pole Hainuyer LABORELEC est un centre d’expertise mondialement reconnu et actif sur toute la chaine de valeur de l’électricité avec un focus important sur la transition énergétique (Production, Transport, Distribution et utilisateurs finaux) 1962 Année de création de Laborelec 54 ans d’expériences Nous fournissons de la R&D opérationnelle et des services d’expertises dans plus de 60 pays dans le monde 50 M€ de Chiffre d’affaire en 2015 Plus de 240 Spécialistes et Experts pluri-disciplinaires au service de nos clients On caractérise en général la transition énergétique par 3 mots clefs : Décarbonisation : un effacement progressif des combustibles fossiles et un remplacement progressif par les énergies renouvelables. Conséquence : Augmentation très importante de la difficulté d’équilibrer en temps réel production et consommation d’électricité. Décentralisation : une réduction progressive des systèmes de production d’électricité à grande échelle, et une montée en puissance des systèmes décentralisés et plus petits. Décarbonisation, décentralisation, digitalisation Les trois mots clefs de la transition énergétique 19 avril 2016 Les défis techniques de la transition énergétique – M. Marique – Pole Hainuyer 3 Conséquence : Augmentation très importante de la difficulté de gérer en temps réel les flux d’énergie sur les réseaux électriques (et sur tous les niveaux de tension : THT BT). Digitalisation : l’introduction massive de technologies digitales à tous les niveaux de la chaine de valeur de l’électricité. Conséquence : Nombreuses opportunités commerciales et techniques mais aussi risque d’ « UBERisation » du monde des Utilities et de Cyber criminalité. 19 avril 2016 Les défis techniques de la transition énergétique – M. Marique – Pole Hainuyer 4 Quelques rappels De la production aux utilisations finales Une chaine de valeur linéaire, des flux dans un seul sens, un principe de fonctionnement simple. L’Ancien Monde du secteur électrique 19 avril 2016 Les défis techniques de la transition énergétique – M. Marique – Pole Hainuyer 5 La transition énergétique affecte chaque maillon de la chaine de valeur de l’électricité et la rend nettement plus complexe Le Nouveau Monde du secteur électrique CHP, RES,… CHP, RES,… “Consumer” “Prosumer” 19 avril 2016 Les défis techniques de la transition énergétique – M. Marique – Pole Hainuyer 6 Et demain ? Techniques : Besoins d’actifs centralisés beaucoup plus flexibles et à faible émission de CO2 en complément aux énergies renouvelables. Besoin de capacité de stockage de l’énergie électrique (sous différentes formes) et pour des horizons de temps différents (court, moyen et long terme). Besoin d’intelligence dans les réseaux électrique (Transport ET Distribution) de manière à mieux mesurer et mieux gérer les flux d’énergie. Besoin de moyens importants pour faire varier la production ET la consommation d’électricité (B2B et B2C) afin de pouvoir maintenir l’équilibre en temps réel. Besoin important en Industrial Cyber Security (ICS) …et beaucoup d’autres Non techniques (vue par un groupe comme ENGIE) : Tenir compte du changement comportemental des clients (« Digitalisation ») Développer de nouveaux services à la clientèle (exemple : aide à la gestion de l’énergie au niveau industriel, domestique, collectivité, …). Redéfinir les rôles des acteurs (exemple : gestionnaire de réseau de distribution, fournisseurs,…), … La transition énergétique entraîne une série de défis 19 avril 2016 Les défis techniques de la transition énergétique – M. Marique – Pole Hainuyer 7 Les adapter pour les rendre compatible au nouveau contexte énergétique. ou Les conserver : faire en sorte qu’ils restent utilisables en cas de besoin. Impacts techniques Une typologie vue par un énergéticien comme ENGIE 19 avril 2016 Les défis techniques de la transition énergétique – M. Marique – Pole Hainuyer 8 Actifs existants Actifs futurs Evaluer s’il est nécessaire de les posséder (stratégie) Si oui, acquérir l’expérience nécessaire (se faire la main). Quelques exemples de défis techniques dans les domaines de la production, des réseaux et des utilisateurs finaux résidentiels ou industriels 19 avril 2016 Les défis techniques de la transition énergétique – M. Marique – Pole Hainuyer 9 Adaptation d’actifs existants Flexibilisation de centrales 19 avril 2016 Les défis techniques de la transition énergétique – M. Marique – Pole Hainuyer 10 Contexte Passage d’une exploitation stable à des modes complexes impliquant des arrêts et redémarrages fréquents. Un redémarrage a un coût et un impact technique important. Les centrales doivent être adaptées de manière à permettre cette flexibilité, à un coût raisonnable, et avec un impact technique minimal. Défis (exemples) Optimisation des cycles d’arrêt-redémarrage (turbine à gaz) : redémarrage après un arrêt “complètement froid” redémarrage après un arrêt et un maintien “semi-chaud” … Développement d’outils de modélisation des contraintes mécaniques dans un arbre de turbine à vapeur (but : minimiser la dégradation des matériaux). Adaptation d’actifs existants Maintenir la stabilité des réseaux électriques 19 avril 2016 Les défis techniques de la transition énergétique – M. Marique – Pole Hainuyer 11 Contexte Situation antérieure : la production centralisée injectait la puissance uniquement au niveau des réseaux Haute Tension. Situation actuelle : les énergies renouvelables s’intègrent à des niveaux de tension plus basses. Moyenne Tension : éolien et parc photovoltaïque (B2B) Basse Tension : photovoltaïque (B2C) L’éolien et le photovoltaïque sont intermittents plus difficilement prévisibles et surtout non coordonnable. Défi Le pilotage des réseaux, qui consiste notamment à assurer en permanence une adéquation parfaite entre production et consommation, en est beaucoup plus complexe car nettement plus aléatoire. Le niveau de réactivité exigé des réseaux est nettement plus élevé qu’auparavant. Besoin important de moyens de réglage de la production centralisée pour compenser en temps réel. Besoin aussi de pouvoir moduler (en + et en - ) la consommation des clients (en B2B et B2C à terme) Adaptation d’actifs existants Passer à la biomasse, oui mais… 19 avril 2016 Les défis techniques de la transition énergétique – M. Marique – Pole Hainuyer 12 Contexte Le bilan carbone est avantageux lorsqu’on passe de combustibles fossiles classiques (charbon) à de la biomasse (certifiée durable). Oui mais… Défis (exemples) Le type de biomasse considéré est-il compatible avec mon installation existante ? Quel type de biomasse choisir (compromis prix, disponibilité, impact technique) ? Les tubes de ma chaudière ne vont-ils pas se corroder plus rapidement ? Les brûleurs de ma chaudière sont-ils compatibles avec la biomasse choisie ? Mes broyeurs à charbon pourront-ils être utilisés pour de la biomasse ? Les émissions à la cheminée seront-elles toujours en dessous des limites acceptables ? … Adaptation des actifs existants Cybersécurité 19 avril 2016 Les défis techniques de la transition énergétique – M. Marique – Pole Hainuyer 13 Contexte La digitalisation massive des processus apporte avec elle de nombreux risques. Ceci est valable pour des installations existantes (exemple : centrales nucléaires, CCGT, réseaux HT,…), mais aussi pour la production d’origine renouvelable (parc éoliens, PV, …) mais aussi les « systèmes » nouveaux (Internet of Things : objets ou appareils connectés dans une maison, sur un site industriel, …). Défi Quel est le niveau actuel de protection de mes installations, de mes processus d’exploitation, de maintenance, … ? (Penetration tests) Comment remédier, augmenter le niveau de protection ? Plant ICS integrety Critical Infrastructure Protection Business Risk Mitigation Situational awareness 19 avril 2016 Les défis techniques de la transition énergétique – M. Marique – Pole Hainuyer 14 Cyber Security Operations Center (SOC) for Engie at Laborelec Thematic SOC : - Collect the regional gathered data from the ICS and security devices of the different assets - Do the 24/7 ‘Keep It Running’ of the ICS security devices - Perform the first line support and intervention to the assets and security devices - Report to/interact with Corporate SOC level and take action - 76 sites, 750 assets, 35 Gbytes logs/day 15 Les défis techniques de la transition énergétique – M. Marique – Pole Hainuyer 19 avril 2016 Défis (exemples) Quelle stratégie de stockage choisir (batteries, autres technologies…) ? Dans le cas de batteries, quel type choisir (compromis prix, autonomie, poids, …). Comment gérer les flux d’énergie (= déterminer quand il vaut mieux stocker l’énergie, ou l’utiliser dans des processus flexibles,…) ? Micro-réseaux : comment protéger mon micro-réseau ? Comment utiliser efficacement le potentiel de flexibilité de mon procédé industriel ? Mon procédé industriel permet-il une certaine flexibilité ? Contexte Alors que le concept de stockage de l’énergie électrique était complètement absent avant la transition énergétique, les installations de stockage fleurissent dans le contexte actuel. De là nait le concept de gestion de l’énergie (niveau industriel, mais aussi résidentiel, collectivités). Les défis liés au stockage et à la gestion de l’énergie Evaluation de technologies futures Technologies photovoltaïques (PV OPV, BIPV,…) 19 avril 2016 Les défis techniques de la transition énergétique – M. Marique – Pole Hainuyer 16 Technologies PV basées sur le silicium Laborelec test bench in Belgium. Tractebel Energia test bench in Brazil. Technologies basées sur des matériaux organiques Evaluation, test et suivi des performances Avantages attendus Flexibilité, transparence, couleur, liberté de conception, rendement de conversion supérieur, coûts plus faibles, uploads/Geographie/ presentation-michael-marique.pdf

  • 20
  • 0
  • 0
Afficher les détails des licences
Licence et utilisation
Gratuit pour un usage personnel Attribution requise
Partager