En raison de la réduction de l'activité économique due aux mesures visant à contenir le virus corona, nous assistons à un changement majeur dans nos modes de production et de consommation d'électricité.
Cela se reflète également dans les prix de l'électricité que nous observons actuellement. Dans cet article, Hakan Ergun (EnergyVille / KU Leuven) examine de plus près l'évolution de la production d'électricité, de la demande et des prix de l'électricité et les compare avec plusieurs années précédentes.
La pandémie de corona a un impact sur la société dans son ensemble :nos vies privées, mais aussi tous les secteurs industriels et de services sont touchés. En raison de la réduction de l'activité économique due aux mesures visant à contenir le virus corona, nous assistons à un changement majeur dans nos modes de production et de consommation d'électricité. Cela se reflète également dans les prix de l'électricité que nous observons actuellement.
L'énergie électrique est le moteur de presque toutes les activités de notre vie quotidienne. Nous comptons beaucoup sur lui et le tenons pour acquis. Dans la situation actuelle, cependant, une alimentation électrique fiable est de plus en plus importante pour continuer à garantir des soins de santé et un approvisionnement alimentaire ininterrompus.
Dans cette analyse, nous examinerons de plus près l'évolution de la production d'électricité, de la demande et des prix de l'électricité et les comparerons avec un certain nombre d'années précédentes. Sur la base de cette comparaison, nous essaierons de comprendre comment ces changements peuvent affecter la fiabilité de notre approvisionnement énergétique, non seulement dans les jours et les semaines à venir, mais aussi dans le futur lorsque la part des énergies renouvelables sera encore plus importante et que l'Europe avoir un système d'énergie entièrement renouvelable. aspire à 2050. Pour cette analyse, nous nous appuyons sur les données de la plateforme de transparence Entso-e [1].
Regardons d'abord la demande d'électricité en Belgique † La figure 1 montre la demande par heure entre le 31 mars et le 24 avril pour les années 2017-2020. On constate que la demande d'électricité en Belgique a nettement diminué par rapport aux années précédentes. La demande moyenne sur cette période au cours des quatre dernières années est présentée dans le tableau 1. Nous pouvons voir que la demande moyenne sur les années 2017-2019 était d'environ entre 9500 et 9700 MW et a diminué à 7973 MW en 2020, ce qui correspond à une diminution de 18 %. Cependant, la volatilité de la demande n'a pas sensiblement changé en 2020. Le tableau 1 montre le rapport entre la demande maximale et la demande minimale enregistrée au cours de cette période :la dynamique n'a pas changé.
La figure 2 montre le mix de production d'électricité en Belgique entre le 31 mars et le 24 avril. Bien que les courbes semblent très similaires à première vue, il y a quelques différences intéressantes à voir. Nous notons que la production d'énergie moyenne des centrales nucléaires et à gaz en Belgique au cours de cette période était nettement plus élevée en 2019. La production d'énergie moyenne en 2020 (8088 MW) est donc supérieure à celle des années 2017 et 2018, où une capacité nucléaire limitée était disponible. (tableau 2). La part de la production moyenne d'énergie renouvelable est nettement plus élevée en 2020 (1651 MW) qu'en 2018 (998 MW), principalement en raison d'une production photovoltaïque plus élevée et d'une production éolienne offshore élevée sur plusieurs jours. Cette différence se reflète principalement dans la production d'énergie des centrales au gaz naturel. En moyenne, la production d'électricité nucléaire en 2020 (4105 MW) était légèrement supérieure à celle de 2018 (3875 MW) pour cette période spécifique.
Nous pouvons également observer que la part de la production renouvelable à partir de l'énergie solaire et éolienne dans la production totale d'énergie a dépassé 20 % en 2020 en raison d'une alimentation électrique plus élevée à partir du PV et de l'éolien, comme le montre le tableau 2.
La combinaison d'une faible demande et d'une part élevée de production d'énergie renouvelable a entraîné les prix de l'électricité fortement influencé. La figure 3 montre le jour à venir prix de l'électricité observés en Belgique et dans les pays limitrophes pour la période du 31 mars au 24 avril. Nous pouvons voir que dans tous les pays, le jour d'avance -les prix atteignent des valeurs négatives au cours du week-end en raison de la très faible demande d'électricité et de la forte production d'énergie renouvelable. Bien qu'aussi en 2019 day-ahead les prix ont été fixés autour et en dessous de zéro, le day-ahead -les prix du marché sur cette période sont en moyenne inférieurs de moitié aux prix des années précédentes, comme le montre le tableau 3. À l'exception de l'Allemagne, où les prix négatifs sont plus fréquents en raison d'une part élevée d'énergies renouvelables, les pics de prix négatifs sont beaucoup plus fréquentes et prononcées en 2020, car il n'y a pas assez de demande pour répondre à la production d'énergie renouvelable. Nous constatons également que la Belgique est plus touchée que la France et les Pays-Bas par les pics de prix négatifs autour du 20 avril en raison de l'offre éolienne élevée en Allemagne et d'une part plus élevée de production d'énergie renouvelable en Belgique pendant cette période. Bien que négatif day-ahead les prix indiquent un manque de flexibilité, il est également causé par une politique stricte de réduction des renouvelables [2, 3, 4]. Ainsi, dans un avenir dominé par les énergies renouvelables, le déploiement à grande échelle d'une demande et d'un stockage flexibles sera crucial. Ceci en combinaison avec une réorganisation du marché de l'électricité tel que nous le connaissons actuellement.
Les prix de l'électricité sont très souvent déterminés par la quantité d'énergie renouvelable produite, notamment en provenance d'Allemagne. La figure 4 montre le mix de production en Allemagne et le tableau 4 montre la production moyenne d'énergie en Allemagne et la part des sources d'énergie renouvelables. On peut voir qu'en Allemagne, la part des énergies renouvelables était comparable à l'année précédente dans la première quinzaine d'avril. Dans la seconde quinzaine d'avril, avec l'augmentation de la production d'énergie éolienne en Allemagne, le day-ahead les prix ont chuté, ce qui a entraîné les fortes pointes négatives que nous pouvons observer en Europe.
Dans les jours et les semaines à venir, le fonctionnement fiable des aspects de transmission jouera un rôle très important pour continuer à garantir des services vitaux. Si la faible demande causée par le virus Covid-19 et la forte période de production d'énergie renouvelable se poursuivent, on peut s'attendre à plus de pression sur les interconnexions même lorsque la demande d'électricité est faible. Dans le passé, les coupures de courant européennes ont principalement été observées à des périodes de faible demande et ont été causées par le non-respect des critères de stabilité dynamique, souvent sur des interconnexions entraînant des coupures en cascade [5,6] ou des problèmes de stabilité de tension [7].
La saison des orages en Europe centrale et occidentale se produit généralement entre mai et août [8]. Les orages sont une cause fréquente de pannes de courant et de courtes interruptions. La défaillance de lignes électriques fortement encombrées peut entraîner des pannes en cascade en raison d'une offre renouvelable élevée et d'une faible demande combinées à une faible inertie du système et à un manque de capacité de court-circuit. A ce titre, des marges de sécurité stables et dynamiques suffisantes doivent être prévues pour assurer une alimentation électrique continue. Par exemple, l'expérience et la connaissance de telles situations se développent dans l'est de l'Allemagne, où 50 Hertz, la filiale d'Elia, traite la plus grande part relative de sources d'énergie renouvelables dans une zone GRT donnée en Europe.
En conséquence, nous pouvons voir la situation actuelle comme une expérience à petite échelle d'un avenir dominé par les énergies renouvelables en 2050 et tirer des conclusions sur la façon dont nous pouvons améliorer le système énergétique pour qu'il soit à l'épreuve du temps.
La combinaison d'une faible demande et d'une part relativement élevée de production d'énergie renouvelable a entraîné des jours à venir très faibles, voire négatifs. prix du marché, ce qui en soi n'est pas souvent observé. À l'avenir, avec une part beaucoup plus élevée de production d'énergie renouvelable, l'organisation des marchés de l'électricité devrait être reconsidérée pour garantir un marché de l'électricité qui fonctionne bien.
Dans un avenir dominé par la production d'énergie renouvelable, une demande flexible et différentes formes de stockage à court et à long terme joueront un rôle clé dans l'équilibre entre la production et la demande d'énergie renouvelable sur différentes périodes.
Surtout dans la seconde quinzaine d'avril, nous avons vu une part élevée de production d'énergie renouvelable avec une production d'électricité moyenne de 20 % en Belgique et de près de 40 % en Allemagne. Néanmoins, il s'agit d'une part modeste par rapport à la production d'énergie renouvelable prévue en 2050. À l'avenir, cela pourrait entraîner des contraintes importantes sur les interconnexions conduisant à une congestion sévère d'une part, et d'autre part à un risque plus élevé de problèmes de stabilité du système en raison de la plus faible inertie du système causée par le manque de production classique. L'utilisation d'actifs de transmission et de systèmes de stockage flexibles est nécessaire pour maintenir le système opérationnel.
À la suite de cette conférence d'experts, un webinaire en ligne a également été proposé.
Vous pouvez le consulter ici.
Regardez également le webinaire en ligne ![1] Plateforme de transparence Entso-e, http://transparency.entsoe.eu/, dernière consultation le 24 avril 2020.
[2] La loi allemande sur les sources d'énergie renouvelables EEG 2017 stipule que si les prix sur le marché au comptant journalier sont négatifs pendant au moins 6 heures consécutives, le soutien aux énergies renouvelables est suspendu pendant ces heures, ce qui incite les sources d'énergie renouvelables à réduire [3] .
[3] Kristof De Vos, Negative Wholesale Electricity Prices in the German, French and Belgian Day-ahead, Intra-day and Real-Time Markets, The Electricity Journal, Volume 28, Numéro 4, 2015, Pages 36-50, ISSN 1040 -6190, https://doi.org/10.1016/j.tej.2015.04.001.
[4] Gesetz für den Ausbau erneuerbarer Energien, Erneuerbare-Energien-Gesetz – EEG 2017, Ausfertigungsdatum :21.07.2014, https://www.gesetze-im-internet.de/eeg_2014/EEG_2017.pdf
[5] Rapport final de la commission d'enquête sur la panne d'électricité du 28 septembre 2003 en Italie, UCTE, http://www.rae.gr/old/cases/C13/italy/UCTE_rept.pdf
[6] Rapport final System Disturbance on November 4, 2006, UCTE 2007, http://ecolo.org/documents/documents_in_english/blackout-nov-06-UCTE-re…
[7] R., van den Damme, « L'incident du 4 août 1982 du Réseau électrique belge », Intercom, 12 septembre.
[8] D. Piper, M. Kunz, Variabilité spatio-temporelle de l'activité de la foudre en Europe et relation avec le modèle de téléconnexion de l'oscillation nord-atlantique, Nat. Système terrestre de Hazard. sci. Discuter., doi :10.5194/nhess-2017-35, 2017.
