«Nouvelles Energies Nouvelles Technologies» sommaire objectif de la démarche





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Coûts

L’expérience déjà acquise a l’étranger (UK) et les développements en cours supposent que lorsque la capacité installée aura atteint 700 MW le cout de l’énergie devrait être d’environ 30 €/MWh a 60 €/MWh.
L’énergie des vagues (houlomotrice)
Sur la façade atlantique, la couche des 20 premiers mètres sous la surface est balayée par une énergie houlomotrice (en moyenne annuelle) de l’ordre de 2,5kW/m2 de surface verticale perpendiculaire à la propagation de la houle.

L’énergie des vagues est une forme concentrée de l’énergie du vent, elle-même issue de l’énergie solaire.

Selon le Conseil Mondial de l’Energie, 10 % de la demande annuelle mondiale en électricité pourrait être couverte par la production houlomotrice, soit un potentiel techniquement exploitable (PTE) de 1400 TWh/an. En France métropolitaine, le PTE peut être estimé à 10% au moins de la ressource théorique (400 TWh/an) soit 40 TWh/an que pourraient produire quelques 10 à 15 GW situés principalement sur la façade atlantique.


Il s’agit la bien sur d’ordres de grandeur globaux, qui montrent simplement que la récupération de quelques pour cents de cette ressource constituerait un appoint appréciable d’énergies.
Depuis une trentaine d’années, des systèmes dits de première génération ont été testes dans divers pays (Japon, Inde, Portugal, Royaume-Uni, Norvège). Outre l’impact majeur représenté par L’infrastructure côtière, ces systèmes ne peuvent exploiter que l’énergie qui parvient effectivement au littoral, après dissipation sur les hauts fonds. Deux centrales de ce type, partiellement financées par la CE, sont actuellement en production aux Acores (Pico - 0,4MW) et en Ecosse (Islay - 0,5 MW) depuis 2001. Un projet en Polynésie française de technologie Wavegen est en cours de développement avec le soutien de l’ADEME.

Les systèmes de seconde génération sont des installations offshores implantées plus au large. Ils sont conçus pour survivre aux plus fortes tempêtes. L’exemple le plus représentatif a ce jour est la technique Pelamis de Ocean Power Delivery Ltd dont un module de 750 kW a été raccorde au réseau en Aout 2004.

Un projet français de seconde génération (SEAREV) est propose par l’Ecole Centrale de Nantes et le CNRS, avec le soutien de l’ADEME. D’autres sont en cours de développement.

Les modules offshore peuvent être implantes dans n’importe quelle profondeur d’eau, quelle que soit la nature du fond, contrairement a l’éolien offshore.

On préférera néanmoins limiter la distance a la cote pour des questions de coût du câblage sous-marin et des ancrages, ce qui situe la profondeur d’eau typique a 40m pour ces systèmes.

Les impacts visuel et environnementaux sont trés réduits et en cours d’évaluation sur les projets déjà réalisés.

Plusieurs modules peuvent être regroupes sous forme de fermes houlomotrices offshore. Dans un site favorable, on obtient 30MW/km2. La maintenance est réalisée en zone abritée moyennant un remorquage.
Coûts

Les efforts passés ont permis de diminuer fortement les couts de l’énergie d’origine houlomotrice,

Le prix de l’investissement est de l’ordre de 1000 a 3000 €/kW, selon la technologie et les conditions locales. La durée équivalente de fonctionnement a pleine puissance est voisine de 4000 h/an.

Maturité des technologies

L’énergie hydrolienne :

Malgré le déploiement de premiers prototypes en mer en 2003 puis en 2006 (puissance de 250 à 300 kW), et le déploiement courant 2008 d’au moins un premier prototype de dimension préindustrielle (1,2 MW raccordés au réseau nord-irlandais), la filière n’est pas encore industrielle. Elle pourrait le devenir dans les cinq ans à condition de multiplier les démonstrations en mer, y compris pour des premiers parcs.

L’énergie houlomotrice :

Même constat que pour l’énergie hydrolienne, avec un foisonnement de concept encore plus important. La rupture technologique que représente toute technologie houlomotrice est à considérer comme supérieure à celle que représenterait une technologie hydrolienne à la croisée entre l’éolien, l’hydraulique et l’offshore. Un premier parc de 3 machines (puissance cumulée de 2,25 MW) au Portugal et plusieurs projets de parcs sont annoncés cumulant quelques 10 MW en 2010.

Accessibilité du marché

Forces

Faiblesse




  • un territoire maritime de 11 millions de km2 faisant de la France la 2ème zone d’expansion économique du monde




  • une expérience certaine dans le domaine de l’énergie marémotrice (La Rance)




  • un contexte politique favorable avec le « Grenelle de la mer »




  • Expertise nationale dans les composants électroniques intelligents



  • une compétitivité qui reste à démontrer

  • une maturité insuffisante

  • un environnement juridique et administratif très complexe.

  • Des coûts structurels encore importants (0.5 M€ le km de câble électrique sous-marin)

  • Poids de la réglementation

  • Tarif de rachat de l’énergie marine peu incitatif comparé aux pays voisins

  • Des impacts encore méconnus






Opportunités

Menaces



  • la participation active de la France à des projets de coopération à l’international




  • la possibilité de développer un marché domestique conséquent, en France et à l’étranger




  • un leadership ouvert




  • un impact environnemental mal cerné avec des conflits d’usage possibles




  • un intérêt récent et encore peu marqué en France pour le potentiel énergétique marin

  • le risque de voir le France se faire distancer par ses homologues européens

  • des concepts encore trop variés pour convaincre les industriels de franchir le pas

  • Des ruptures technologiques «  à risques » à entreprendre pour faire diminuer le cout des installations



Enjeux, ambitions, objectifs

Les énergies marines (hors éolien) présentent un potentiel techniquement exploitable important concentré essentiellement sur ces deux technologies:

  • l’énergie hydrolienne (énergie cinétique des courants)

    • en France : avec 5 à 14 TWh/an sur quelques sites bien identifiés en Bretagne et Normandie.

    • En Europe, le PTE européen serait compris entre 15 et 35 TWh/an

    • Dans le Monde : 450 TWh/an

Les premiers prototypes existent mais la filière n’est pas encore industrielle. Il est désormais nécessaire de favoriser la multiplication de démonstrations en mer afin de permettre un test en vraie grandeur des procédés

  • l’énergie houlomotrice présente également un potentiel intéressant de l’ordre de 40 TWH/an en France et 1400 TWh/an dans le Monde

    • Les technologies prototypes sont moins matures que pour l’Hydrolien, mais nécessiteront aussi le passage au démonstrateur marin pour validation.

A noter que pour ce qui concerne les autres technologies :

  • La biomasse marine n’a pas encore fait la preuve de son rendement en climat naturel.

  • L’énergie thermique des mers, expérimentée dans les années 80 n’a jamais pu démontrer des rendements intéressants.

  • La pression osmotique se heurte à un problème ponctuel de d’efficacité et de robustesse du matériel

  • Quant à l’énergie marémotrice, le principal obstacle à son développement est d’ordre environnemental, mais quelques pays – Corée du Sud, Royaume Uni - songent à la relancer.

Les deux premières technologies pourraient, dans une hypothèse favorable, contribuer au bilan énergétique français pour 2 à 5 TWh d’ici 2020.

Il est utile de rappeler que la France a le 2ème potentiel d’Europe après la Grande Bretagne et qu’il existe une masse critique pour développer les énergies marines aujourd’hui en France qui montre un dynamisme qui serait d’autant plus efficace qu’il serait coordonné et aidé par l’Etat avec des mesures adaptées pour fédérer et soutenir la recherche et les projets de démonstration, et ainsi créer les conditions d’émergence : évolution du cadre administratif et juridique, tarif de rachat adapté au caractère préindustriel, fiscalité adaptée.

Le potentiel français et le dynamisme actuel des initiatives françaises doivent inciter à faciliter la recherche, soutenir les projets de démonstration et aider à l’émergence d’une filière hautement compétitive et créatrice de valeurs et d’emplois.

Propositions d’axes d’actions

  • Simplifier le cadre administratif et juridique, beaucoup trop complexe aujourd’hui : pas moins de 7 dispositifs distincts à satisfaire aujourd’hui pour un projet Hydrolien !

    1. le dispositif loi énergie

    2. le dispositif loi sur l'eau

    3. le dispositif d’occupation du domaine public maritime tenant compte des autres usages de la mer

    4. le dispositif "protection de l'environnement", notamment maritime

    5. le dispositif "urbanisme et protection du littoral"

    6. le dispositif sécurité maritime

    7. le dispositif raccordement

  • Créer des Zones de développement Hydrolien ou Houlomoteur (ZDH) permettant de concentrer l’effort sur les lieux géographiques les plus intéressants

  • Faire évoluer le tarif d’achat des énergies marines et créer une fiscalité propre aux hydroliennes et systèmes houlomoteurs



  • S’engager résolument dans un programme public de R&D ambitieux et soutenir le projet de plateforme technologique autour des énergies marines

La mise en place, autour d’Ifremer, d’une plateforme technologique « énergies marines renouvelables » va permettre de créer des conditions favorables à la mise en commun des compétences de recherche, des données sur les sites et les états de mer, des capacités de modélisation, et d’articuler de façon cohérente le développement de sites de démonstration. (Voir annexe)
NB :

Forte de ses ressources nationales et de compétences académiques (laboratoires universitaires, Ifremer…) et industrielles (entreprises du secteur énergétique et pétrolier), à condition de lever les freins en mettant en œuvre des dispositions favorisant le succès de quelques technologies à travers la mise en œuvre de premiers projets de démonstration , la France pourrait compter sur les énergies marines pour contribuer à hauteur de 1 ou 2% de l’effort demandé par la directive européenne 2020, soit 0,2 à 0,4 millions de Tep (Mtep) ce qui représenterait 2 à 5 millions de MWh, soit une capacité installée de 1000 à 2000 MW pour une durée de fonctionnement annuel de 2500 à 3000 heures, dans de bonnes conditions environnementales et de faisabilité.

Seule une volonté politique, s’appuyant sur un véritable effort de recherche et de démonstration, permettra de créer un « choc de confiance » d’ici 2012 pour faire des énergies de la mer une filière énergétique dans cette nation maritime qu’est la France.

Annexe
Plate-forme technologique « Energies Marines Renouvelables »

Etat d’avancement au 20 janvier 2010
1. Contexte

Le développement d’une filière énergétique compétitive utilisant les différentes formes d’énergies marines renouvelables constitue un défi national majeur. Le Grenelle de la mer affiche un scénario global d’une contribution de 3% des différentes énergies marines (éolien offshore, courant, houle, énergie thermique des mers, biomasse) au bilan énergétique total, à l’horizon 2020, soit 6000 MW.

Passer ainsi d’une puissance installée de 0 à 6000 MW en 10 ans offre aussi l’opportunité de développer des filières industrielles françaises compétitives sur certains segments du marché, en misant sur de nouveaux développements technologiques performants.
2. La plate-forme technologique
2. 1 Ses missions :

- organiser le pilotage et la gestion de la recherche en EMR en amont des démonstrateurs, en mettant en réseau les structures et en leur donnant des moyens ;
- développer des systèmes de production d’électricité à partir de l’énergie des mers (démonstrateurs en mer, sites d’essais,…). La plate-forme organisera et pilotera en métropole et en outre-mer l’expérimentation sur ces sites d’essais et offrira des services compétitifs aux industriels venus tester leurs démonstrateurs (instrumentation du site, transfert de données, laboratoire d’accueil, moyens logistiques, …). La plate-forme évaluera la pertinence de sites d’essais et de démonstration dans les territoires ultra marins. ;
- contribuer à développer une filière industrielle française avec des produits compétitifs et rentables au niveau national et à l’export avec un transfert des résultats des travaux de R&D menés par les organismes ou en partenariat avec les industriels (partenariats public/privé). Des études d’analyse économique seront effectuées, afin de mieux appréhender les modèles économiques de ces nouvelles filières dans les différents contextes énergétiques, ultra-marins et insulaires notamment.

- favoriser la concentration de l’effort public :


  • dans le développement des technologies qui permettront d’implanter en France les usines et les emplois de ce secteur d’avenir en métropole et à l’outre mer (ingénierie, usines de fabrication. emplois portuaires, maintenance), notamment dans des sites industriels du littoral, et seront capables de pénétrer des marchés internationaux.

  • dans l’amélioration des connaissances en matière d’impact environnemental au travers d’études dans les sites d’essais, sur les parcs de démonstrations préindustriels et, pour l’éolien en mer posé, sur les parcs industriels. Des études génériques seront développées par la plate-forme afin répondre aux interrogations des parties concernées, notamment les autres usagers.

  • favoriser, avec les acteurs institutionnels, les entreprises, les collectivités locales, l’atteinte des objectifs de production 2020 de 6000 MW dont, suivant l’étude prospective Ifremer, l’essentiel sera sans doute apporté par l’éolien offshore, avec une contribution significative potentielle des autres filières.


Pour atteindre ces objectifs, il convient de fédérer rapidement les acteurs concernés (organismes de recherche, industriels, PME,…) pour mener à bien des projets de R&D, d’innovation, d’évaluation de la ressource, de démonstrations, d’études de l’impact environnemental, d’études économiques, de formation au profit des entreprises, de veille scientifique et technologique. Ce réseau s’appuiera également sur les travaux issus d’IPANEMA -structure qui va évoluer pour accompagner la mise en place de la plate-forme - et d’ANCRE.


Les résultats attendus de cette structuration sont de :


  • pouvoir bénéficier rapidement des compétences de différents partenaires privés et publics en mobilisant un ensemble cohérent de chercheurs, ingénieurs, économistes, juristes ;

  • mutualiser des moyens de simulations numériques et d’essais pour avoir, à moindre coût, les outils nécessaires ;

  • définir (certains sites sont en cours de définition), créer et mettre en œuvre des sites d’essais mutualisés indispensables aux tests des différents démonstrateurs en partageant les efforts nécessaires pour l’exploitation de tels sites et en s’appuyant sur les initiatives en cours ;

  • mutualiser les connaissances en matière d’impact environnemental et socioéconomiques;

  • disposer d’un outil visible de référence auprès des instances nationales et européennes de la recherche et de financement, et être un interlocuteur crédible auprès de structures équivalentes, au niveau européen notamment ;

  • mettre à disposition un centre de ressources au service des instances nationales régionales, des industriels, du monde de la recherche et de l’ensemble des parties concernées ;


La plate-forme sera aussi le référent pour la formation des personnels nécessaires au plein développement économique de cette filière.
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