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Planète sciences méditerranée
6ème Rencontres nationales sciences et
techniques de l’environnement
Istres – octobre
2003
« Production et consommation d’électricité »
Denis Chamonin Ingénieur
Energie-Environnement
1
Histoire
• 1800, Alexandre Volta met au point une pile électrique
• 1800, Michaël Faraday produit de l’électricité en déplaçant un aimant
dans une bobine de cuivre
• 1820, André-Marie Ampère explique l’action des courants électriques
sur les aimants
• 1871, Zénobe Gramme fabrique la première dynamo
• 1876, Premier couplage hydraulique en France
• 1879, Werner Von Siemens met au point la première locomotive
électrique
• 1891, Thomas Edison invente l’ampoule électrique
• 1956, Mise en service de la première centrale nucléaire produisant de
l’électricité en Grande-Bretagne
• 1957, Première application industrielle photovoltaïque aux USA
(satellite Vangard)
2
Evolution et situation Mondiale
3
Répartition des sources d’énergie dans la production mondiale
d’énergie primaire (2000)
0,5%
Charbon
6,1%
6,1%
6,0%
Gaz nat.
24,0%
Pétrole
Hydraulique
Non commerciale
Nucléaire
Autres
35,6%
21,6%
9,9 Gtep
1,6 tep/habitant
Source : AIE
4
Evolution de la production d’électricité dans le monde
(1973/2000)
Prévision 2020 = 22 000 TWh + 43 %
16000
14000
Total 2000 = 15 379 TWh
1,6 %
+ 151 %
12000
17,1 %
10000
16,9 %
8000
6000
Gaz = 17,4 %
4000
Fioul = 7,9%
2000
Charbon = 39,1 %
00
20
98
19
97
19
95
19
93
19
91
19
89
19
87
19
85
19
83
19
81
19
79
19
77
19
75
19
19
73
0
5
Fossile
Nucléaire
Hydraulique
ENR
Production d’électricité par zone géographique (1973)
Moyen Orient
0,6%
Amérique Latine
2,7%
Afrique
1,8%
6 120 TWh
Asie
5,5%
Europe de l'Est
16,6%
OCDE
72,8%
6
Production d’électricité par zone géographique (2000)
Amérique Latine
5,1%
Moyen Orient
3,0%
Afrique
2,8%
15 380 TWh
Asie
17,0%
Europe de l'Est
9,4%
OCDE
62,7%
7
Production d’électricité par zone géographique (2000)
en TWh
Afrique
430
110
Moyen Orient
460
37
785
165
Amérique Latine
1 450
1 020
Europe de l'Est
Asie
2 620
340
OCDE
9 640
4 460
0
2 000
4 000
6 000
8 000
10 000
12 000
TWh
1973
2000
8
Consommation moyenne d’électricité (kWh/habitant.an)
16 000
14 500
14 000
12 000
10 000
7 700
8 000
6 800
6 000
4 250
4 000
1 810
2 000
1 100
550
850
100
0
US
A
UE
Fr
an
ce
Ex
UR
SS
Am
ér
iq
ue
Ch
in
e
Af
riq
ue
Tu
ni
sie
Sé
né
ga
l
La
tin
e
9
Taux d’électrification par zone géographique
Région
Amérique du nord
Europe,
Ex URSS
Japon
Amérique latine
Afrique Australe
Chine
Afrique du nord
Inde
Reste de l’Asie
Afrique
subsahalienne
TOTAL
Population
en millions
310
827
Taux
d’électrification
100 %
100 %
Population sans électricité
en millions
0
0
128
523
61
1 300
192
1 030
1 190
630
100 %
85 %
80 %
75 %
70 %
45 %
40 %
10 %
0
80
13
330
60
570
715
560
6 191
63 %
2 300
Extrapolation 2000 à partir des sources ECOTECH [CNRS]de 1990)
10
Prospective de la répartition des sources d’énergie dans la
consommation mondiale d’énergie en 2020
5,1%
9,6%
Charbon
4,4%
22,1%
Gaz nat.
Pétrole
ENR
Non commerciale
Nucléaire
30,9%
27,9%
13,6 Gtep
1,6 tep/habitant
Source : Union Européenne, DG 17
11
Evolution et situation française
12
Historique de la production française
•
1938
–
•
1946
–
–
–
–
–
•
180 TWh, 3 300 kWh/an par habitant
Premier choc pétrolier (guerre du Kippour)
1974
–
–
•
72 TWh, 1 600 kWh/an par habitant
L’ensemble des foyers est raccordé au réseau
1973
–
–
•
22 TWh, (55 % hydraulique)
300 centrales hydrauliques, 86 centrales thermiques
154 sociétés de production, plus de 1000 distributeurs
78 chantiers hydrauliques en cours avant guerre et arrêtés
Création d’EDF
1960
–
–
•
22 TWh, 550 kWh/an par habitant
1er programme électronucléaire
Démarrage du chantier du surrégénérateur de Crès Maleville
1979
–
–
Deuxième choc pétrolier (guerre Iran Irak)
2ème programme électronucléaire
13
Historique de la production française
•
1999/2001
–
–
–
•
2003
–
–
–
–
•
558 TWh, 9 300 kWh/an par habitant,
78,2 % d’origine nucléaire, 60 280 MW installés
Premier débat public sur la politique énergétique à venir (préparer 2020/2025)
Décisions parlementaires ?
2007
–
–
•
Mise en service industriel du dernier réacteur nucléaire
57 unités en service
Arrêt de la filière surrégénératrice, fermeture de la centrale de Crès Maleville
Ouverture totale du marché de l’électricité
Fin du monopole d’EDF
Avenir ? (France, Union Européenne, Monde)
–
–
–
–
–
–
–
Relance du nucléaire
Energie solaire
Pile à combustible
Filière hydrogène
Production centralisée ou/et décentralisée
Limitation des gaz à effet de serre
Recherche sur la fusion nucléaire (programme ITER)
14
Evolution de la consommation d’énergie primaire en France (en
Mtep)
300
267 M tep
250
200
+ 48 %
180 Mtep
SER
Electricité
Gaz
150
Pérole
100
Charbon
50
19
73
19
75
19
77
19
79
19
81
19
83
19
85
19
87
19
89
19
91
19
93
19
95
19
97
19
99
20
01
0
Source : observatoire de l’énergie
15
Energie primaire : Bilan 2002
SER
4,7 % (13,1 Mtep)
Charbon
4,6 % (12,6 Mtep)
hydraulique
5,5 % (15,1 Mtep)
Pétrole
34,6 % (95,1 Mtep)
Nucléaire
36 % (99,1 Mtep)
Total 2002 = 275 Mtep
Gaz naturel
14,6 % (40,3 tep)
16
Evolution de la production Brute d’électricité
600
541 TWh
500
400
TWh 300
182 TWh
200
100
0
1973
1980
Thermique Fossile
1990
Thermique nucléaire
2000
Solaire
17
Production d'électricité par filière (2002)
Solaire
Thermique
fossile
66 TWh (11,8 %)
56 TWh (10 %)
Thermique
nucléaire
437 TWh (78,2%)
Total = 558 TWh
18
Répartition de la production brute d’électricité (2002)
14% (76,9 TWh)
1% (7 TWh)
6% (32 TWh)
6% 34 TWh)
Exportation
Pompage
Auxiliaire
Pertes
73% 408 TWh
Consommation finale
19
Evolution de la consommation finale d'électricité
408 TWh
+ 1,5 %/an
400
+ 3,1 %/an
+5,9 %/an
TWh
300
200
151 TWh
100
0
1973
1979
1985
Industrie
1990
Habitat Tertiaire
1995
Agr
2000
2002
Trans
20
Consommation finale d’énergie (2001)
Electricité
nucléaire
16,9%
Autres
électricité
4,8%
Combustible
78,3%
21
Evolution de la production photovoltaïque mondiale
600
+ 34 %
+ 38 %
400
300
200
100
20
02
20
01
20
00
19
99
19
98
19
97
19
96
19
95
19
94
19
93
19
92
19
91
0
19
90
MW crête
500
22
Puissance installée raccordée au réseau
dans l’Union Européenne (2002)
• Total UE =
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Allemagne
Pays Bas
Italie
Espagne
Autriche
GB
France
Danemark
Autres
316,5 MWc
258,0 MWc (81 %)
23,7 MWc
10,3 MWc
7,9 MWc
7,9 MWc
3,6 MWc
1,5 MWc (4,7 %)
1,4 MWc
2,2 MWc
Source : Observer
23
Evolution de la puissance éolienne installée dans le monde
30000
25000
MW
20000
15000
10000
5000
0
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
24
Evolution 2001/2002 de la puissance éolienne
Zone géographique
Union européenne
Puissance 2001
Puissance 2002
Evolution
17 120 MW
22 331 MW
+ 30,4 %
129 MW
227 MW
+ 76,0 %
4 429 MW
4 452 MW
+ 1,0 %
Japon
300 MW
351 MW
+ 17,0 %
Chine
399 MW
420 MW
+ 5,2 %
1 507 MW
1 702 MW
+ 12,9 %
406 MW
440 MW
+ 8,4 %
8 754 MW
12 001 MW
+37,1 %
94 MW
153 MW
+ 62,0 %
Autres pays d’Europe
Amérique du nord
Inde
Reste du monde
Allemagne
France
25
26