Analyse du kWh d'électricité français, millésime 2012

15 Octobre 2013

Par Christian CARDONNEL – CARDONNEL Ingénierie
Expert en Confort Durable du Bâtiment

Des statistiques sur l’origine de l’énergie électrique

Le 1er Juillet 2013, RTE (Réseau Transport Electricité, filiale EDF) a mis en ligne les statistiques 2012 des consommations et des productions d’énergie électrique du réseau de transport haute tension géré par RTE.

Les différentes valeurs sont données dans un tableau Excel, au pas de la ½ heure, avec la consommation d’énergie en MW, les différentes productions (Fioul, Charbon, Gaz, Nucléaire, Eolien, Solaire PV, Hydraulique, Pompage, Autres et les Echanges Physiques avec les pays européens limitrophes en particulier). Ces données sont disponibles sur le site éCO2mix de RTE avec des cartes interactives et différentes informations sur les productions et le contenu CO2 du kWh électrique vu du réseau RTE.

D’autres données sont également disponibles sur le site ERDF qui gère les réseaux de distribution en moyenne et basse tension qui alimentent les points d’utilisations domestiques, résidentiels et tertiaires.

En particulier, la courbe Synchrone, heure par heure de la consommation du réseau ERDF, les pertes de distribution du réseau, l’évolution de la température extérieure de la France pondérée en fonction du poids des consommations en fonction des stations météos de Météo-France de référence (la station de Paris-Montsouris représente  11.25% de l’indice national, celle de Rennes 4.2%, …).

La littérature technique, le commissariat général au développement durable (CGDD – SOeS, bilan énergétique de la France en 2012, chiffres clés, les documents de références et repères …) donnent d’autres informations utiles qui corroborent les données EDF, des données sur l’énergie primaire, le CO2 (analyse du cycle de vie ACV), les performances énergétiques de la production d’énergie électrique.

Avec de l’organisation, du temps, l’analyse détaillée des différentes données, sous tableur Excel avec les fonctions tableaux dynamiques croisés en particulier, permet d’obtenir une image cohérente des productions, des consommations, de l’impact du climat, du contenu énergie primaire et CO2 du kWh d’énergie électrique produit et consommé en France en 2012.

Des informations bien utiles pour alimenter le débat sur le choix cohérent de l’énergie pour la conception et la réalisation de bâtiments au confort durable.

Depuis de nombreuses années, pour la réglementation énergétique du bâtiment, je milite pour l’affichage plus cohérent de l’énergie primaire, du rejet de CO2, de l’énergie renouvelable utilisée. Cette analyse apporte une petite contribution, ma vision des choses, mais je sais que le chemin technico-politique sera malheureusement encore long et tortueux pour aboutir à une vision cohérente.

Pour l’énergie électrique millésime 2012 qu’en est-il ?

L’analyse est complexe et sera détaillée dans un article Parole d’Expert à paraitre sur le site XPair.com en fin d’année.

En France, l’énergie électrique est assurée par un bouquet de production : les centrales nucléaires qui assurent l’essentiel, les barrages hydrauliques, les centrales thermiques (gaz, fioul et charbon), les EnR avec l’éolien et le solaire PV, puis en fonction du moment des échanges physiques avec les pays européens (positif, la France importe de l’énergie, négatif elle en vend) et du pompage (négatif) qui sert de stock tampon.

En fonction du niveau de puissance électrique du réseau RTE en TW, le tableau ci-dessous donne la répartition des productions :

repartition-production-energies.jpg

Avec une faible charge, le nucléaire tourne au mieux pour assurer le besoin, mais également du pompage et du transfert d’énergie vers nos voisins.

A forte charge, le nucléaire assure seulement 60% du besoin et les compléments sont fournis par les énergies fossiles, l’hydraulique et l’importation d’énergie des pays voisins.

En fonction des productions d’énergie électrique, on peut approcher le contenu énergie primaire et CO2 de chaque kWh électrique produit. Différentes sources d’informations donnent des valeurs en fonction du kWh d’énergie produit :

3 kWh ep (rendement de 33.3%) et  10 à 20 g de CO2 (en ACV analyse du cycle de vie selon les sources) pour le nucléaire,

2.85 kWh ep (rendement 35%) et plus de 800 g de CO2 pour la production thermique au fioul,

1 kWh ep et entre 10 à 60 g de CO2 (en ACV selon les sources) pour le solaire photovoltaïque

…. Le contenu énergie primaire et CO2 des kWh d’énergie importée ou exportée étant plus difficile à estimer.
Au global, pour les 486 TWh d’électricité qui transitent par le réseau RTE on arrive à un ratio moyen de 2.88 kWh ep et près de 75 g de CO2 par kWh d’électricité.

Le mixte de l’énergie électrique décortiqué

Au niveau du réseau ERDF, qui concerne plus les applications à basse tension (petite industrie, tertiaire et résidentiel) on dispose des données de la synchrone de la consommation, de l’évolution de la température extérieure moyenne de la France.

En analysant ces données, on peut tracer la courbe type de la charge du réseau ERDF en fonction de la température extérieure. On constate une valeur minimale de l’ordre de 30 TW vers 20°C et une charge qui évolue rapidement en fonction de la température extérieure ( plus de 70 TW à -5°C et 35 TW vers 25°C).

synchrone-erdf.jpg

On peut donc décomposer la charge ERDF en 2 parties :


  • La charge de base à 30 TW en moyenne
  • La charge climatique, qui dépend du climat

A noter que l’histogramme des températures extérieures représente une courbe Gauss, centrée sur la température moyenne de la France à 12°C, les extrêmes très froid et très chaud ne repésentent que quelques heures par an.

En fonction des productions d’énergie électrique, des pertes en ligne (réseau RTE de l’ordre de 2.5% et du réseau ERDF de 6 à 8.5% en fonction de la charge) on arrive à faire ressortir le contenu énergie primaire et CO2 du kWh climatique.

Des résultats pour le moins éloquents !

Pour la période de chauffage (de -5°C à +15°C), cette approche donne le résultat suivant :


ep-climatique.jpg

co2-climatique

Au niveau de l’énergie primaire, le coefficient est de l’ordre de 2.4 à 2.6 pour des températures extérieures inférieures à 5°C, par contre il augmente pour atteindre une valeur de 4 (compte tenu des pertes de distibution, transferts, production nucléaire avec une faible efficacité ...).

Au niveau du CO2, si la valeur l’ordre de 80 g est obtenue pour des températures entre 10 et 15°C, le contenu CO2 augmente rapidement par temps froid pour atteindre près de 250 g par -5°C.

Des résultats, qui restent à préciser, comme la notion de kWh électrique climatique qui dépend du climat.

Avec des courbes types de la valeur énergie primaire et CO2 en fonction du climat, on doit pouvoir mieux préciser l’impact des solutions de chauffage, voir de production ECS (la température de l’eau froide sanitaire et le besoin ECS dépendent du climat) en fonction du système mis en œuvre : effet Joule direct, Pompe à chaleur, Energie fossile (gaz condensation) ou solutions hybrides.

Tout cela sera précisé dans de prochains billets, à partir de l’analyse des données publiques et bien sûr ma vision des choses.


Rappelons cependant que l’abus d’énergie nuit gravement à notre futur, agissons ensemble pour être efficient !

Christian Cardonnel


Commentaires

  • Jean-Pierre
    0
    23/09/2014

    La façon de raisonner de cette note de M. Cardonnel a l'apparence de la rationalité mais elle est spécieuse.
    Une première remarque a trait aux courbes-types de la charge du réseau ERDF en fonction de la température. Pour pouvoir être utilisées pour le calcul, sur l'année, de kWh ou de CO2, il faudrait qu'elles soient intégrables par rapport au temps. Or, elles ne le sont pas puisque la dérivée dt/dT présente un point singulier lorsque la température est maximale. Le raisonnement n'est donc pas mathématiquement correct.
    Une deuxième réserve tient au fait que la méthode suppose que l’on puisse établir une correspondance entre les ressources de base (resp de pointe) et certains usages qualifiés également de base (resp de pointe). Cette hypothèse de l’affectation biunivoque de ressources à des usages est contraire au principe de mutualisation des réseaux. A tout moment, les kWh produits se mélangent et il n’est pas possible d’attribuer les kWh d’une source donnée à un usage plus qu’à un autre. Les électrons ne sont pas tagués et leur destination n’est pas fléchée en fonction de leur origine.
    On voudrait ainsi faire croire qu’il y a de bons usages de l’électricité, ceux qui font appel à des KWh de base peu carbonés, et des mauvais, ceux dont la satisfaction requiert des kWh climatiques davantage chargés en CO2.
    Mais il faut y regarder de beaucoup plus près. La « base » ne correspond pas à un usage unique stable et continu sur l’année. C’est le résultat du foisonnement de multiples usages ayant des profils très différents. La stabilité de l’ensemble résulte d’un lissage statistique mais les usages pris isolément peuvent avoir des profils très différents.
    la méthode "Cardonnel" est une version simplifiée des méthodes marginales dont les paradoxes sont connus et qui ne permet pas de respecter les critères de cohérence que l'on peut exiger de toute méthode conventionnelle.


  • Philippe
    0
    19/11/2013

    Le coefficient de conversion si j'en crois ce qui est écris serait de 4 pour l'électricité dans certaines conditions. C'est incroyable, alors pourquoi se limite-t-on à 2.58 dans la RT 2012?


  • yves
    0
    24/10/2013

    @ Jérôme,
    Pour être parfaitement équitable dans cette affaire de démantèlement, il faut prendre en compte également le coût de la récupération et du stockage du CO² émis par l'électricité produite par les machines thermiques . Disons depuis un siècle.

    Le mot de pharaonique risque d'être faible ...

    yves


  • Jérôme
    0
    17/10/2013

    Cette analyse est très intéressante.
    Cependant, une hypothèse majeure dans les calculs me semble hautement optimiste : 10 à 20 g de CO2 par kWh produit pour le nucléaire.
    Dans l'ACV le démantèlement des centrales a-t-il été sérieusement pris en compte ? Ou de la même façon que la question du démantèlement est généralement traitée par les acteurs du nucléaire français ?
    Certes la quantité de kWh produits par le nucléaire est pharaonique, mais le démantèlement risque de l'être plus encore.


LAISSER UN COMMENTAIRE

ABONNEZ-VOUS !
Ce site respecte strictement la réglementation RGPD sur les données personnelles. Pour connaitre et exercer vos droits, vous pouvez consulter notre politique de confidentialité
Reférencement gratuit

Référencez gratuitement votre société dans l'annuaire

Suggestions

Chauffage urbain et réseaux de chaleur, solutions multi-énergies

Chauffage urbain et réseaux de chaleur, solutions multi-énergies

Les réseaux de chaleur font partie du Plan Climat et représentent des solutions multi-énergies. Découvrez comment construire ces réseaux ainsi que leur fonctionnement.


Réseaux de chaleur : accélérer le développement pour répondre aux objectifs réglementaires

Réseaux de chaleur : accélérer le développement pour répondre aux objectifs réglementaires

Suivons l'évolution après avoir reçu les aides par le Fonds Chaleur l'impact sur les réseaux de chaleur pour accélérer le développement.


Gestion énergétique des bâtiments tertiaires et multisites

Gestion énergétique des bâtiments tertiaires  et multisites

En réponse au décret tertiaire et décret BACS pour optimiser la gestion énergétique des bâtiments tertiaires et multisites : solution EMS et comptage électrique communiquant


Burger King n’attend pas la RE2020 et montre la voie !

Burger King n’attend pas la RE2020 et montre la voie !

Burger King se démarque encore et ce n'est pas que du marketing ! La société s'engage dans une démarche de performance énergétique respectant les exigences de la prochaine RE2020


Décret tertiaire en rénovation : une obligation qui demande savoir-faire et temps

Décret tertiaire en rénovation : une obligation qui demande savoir-faire et temps

Le nouveau décret tertiaire en rénovation est désormais obligatoire pour tous les bâtiments existants de plus de 1000m2. Aussi, comment transformer cette obligation en opportunité ?


Rénovation énergétique par étapes pour le logement individuel. Rapport d’expertise

Rénovation énergétique par étapes pour le logement  individuel.  Rapport d’expertise

Découvrez l'étude qui fait un point concret sur la rénovation « par étapes » des logements et analyse les conditions de réussite à la réalisation de rénovations performantes .


ECS collective avec EnR solaire ou pompe à chaleur

ECS collective avec EnR solaire ou pompe à chaleur

La production d'eau chaude sanitaire collective est essentielle car elle correspond à un besoin de confort sanitaire. De Dietrich propose des solutions pour l'ECS.


Groupe scolaire Ruffi à Marseille labellisé BDM Argent

Groupe scolaire Ruffi à Marseille labellisé BDM Argent

Le groupe scolaire Ruffi dans le 2ème arrondissement de Marseille est un projet ayant pour objectif d'être exemplaire pour l’environnement. L'école s'inscrit donc dans le projet Euroméditerranée.


BBC Effinergie Rénovation : un nouveau label pour les enjeux globaux du bâtiment

BBC Effinergie Rénovation : un nouveau label pour les enjeux globaux du bâtiment

L’association Effinergie présente les grandes lignes du label BBC Effinergie Rénovation qui sera applicable cet automne.


En plus du Décret Tertiaire, obligation du Décret BACS pour « building automation and control systems »

En plus du Décret Tertiaire, obligation du Décret BACS pour « building automation and control systems »

Le Décret Tertiaire et le Décret BACS sont des obligations qui vont impacter le « building automation and control systems » en termes d'objectifs de réduction énergétique.


Gestion énergétique du bâtiment avec jumeau numérique et intelligence artificielle

Gestion énergétique du bâtiment avec jumeau numérique et intelligence artificielle

Pour un pilotage climatique intelligent des bâtiments, Priva propose une solution de gestion énergétique avec jumeau numérique et IA incontournable.


Sept organisations professionnelles créent l’Association Française de la Ventilation

Sept organisations professionnelles créent l’Association Française de la Ventilation

Découvrons la création et la structuration de l'Association Française de la Ventilation qui a eu lieu ce 27 Janvier 2021.


Réglementation RE2020 et confort d’été : la méthode

 Réglementation RE2020 et confort d’été : la méthode

Le confort d'été est un enjeu majeur de la transition écologique et de la prochaine réglementation environnementale 2020 qui entrera en application en janvier 2022


RE2020 : évolutions, nouveautés et avis d’un bureau d’études référent

RE2020 : évolutions, nouveautés et avis d’un bureau d’études référent

La Réglementation Environnementale 2020, reportée à 2021, continue d'inclure nouveautés et évolutions. Nathalie Tchang, directrice BET TRIBU ENERGIE, nous en présente les détails.


Rénovation énergétique des logements en France, étude de l’ONRE et statistiques

Rénovation énergétique des logements en France, étude de l’ONRE et statistiques

L’ONRE (observatoire national de la rénovation énergétique) offre un panorama des rénovations énergétiques en France.