jean-jacques.fry@wanadoo.fr

Le forum HYDROPOWER EUROPE

Et la Recherche et l’innovation

HYDROPOWER EUROPE Les axes d’innovation Grenoble le 29 01 2020 1

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100000

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2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018

Generation (GWh/year) Installed capacity (MW)

According Hydropower & Dams World Atlas

70% of economically feasible potential

L’hydro-électricité en Europe

2400

3364

2408

3212 3028

4683

95809236 9183

73807089

45524225

2006200720082009201020112012201320142015201620172018

Capacity under construction (MW)

Hydropower & Dams World Atlas (2019)

Le développement actuel en Europe

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5

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15

20

25

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35

40

2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018

3537

40

33 33

3029

30 3130 29

25 24

1 0 0 0 0 0 0 0 1 12 2 2

>60m

>150m

Hydropower & Dams World Atlas (2019)

La construction de barrages en Europe

L’Europe et vous?

• Un club de technocrates?

• Une passoire de l’émigration?

• Un rempart de la démocratie?HYDROPOWER EUROPE Les axes d’innovation CFBR Journée Jeunes 29/01/2020 5

Valeurs de l’UE et de la CIGB • L'Union est fondée sur les valeurs

de respect de la dignité humaine, de liberté, de démocratie, d'égalité, de l'État de droit, ainsi que de respect des droits de l'homme, y compris des droits des personnes appartenant à des minorités.

• La CIGB aide la profession à mettre en place des normes et à fixer des règles afin de garantir la sécurité, l’efficacité, l’optimisation des coûts, la protection de l’environnement et la prise de décisions socialement équitables lors de la construction et l’exploitation d’un barrage.

HYDROPOWER EUROPE Les axes d’innovation CFBR Journée Jeunes 29/01/2020 6

L’UE: des valeurs aux actions

• 11 800 organisations déclarées comme représentantes d’intérêts auprès des décideurs et fonctionnaires de l’Union européenne (UE).

• 3160 ONG!• 24 894 équivalents temps plein

déclarés par celles-ci.• Business >> 3 milliards €/an • 0 pour les barrages

HYDROPOWER EUROPE Les axes d’innovation CFBR Journée Jeunes 29/01/2020 7

Quelles actions pour l’avenir?

• Quel est notre allié?

• La société civile

• Quels sont ses besoins?

• La lutte contre le réchauffement climatique

HYDROPOWER EUROPE Les axes d’innovation CFBR Journée Jeunes 29/01/2020 8

La ceinture et les bretelles de sécurité de l’approvisionnement en nourriture, eau et électricité

Nouveaux barrages depuis 2000

Les besoins mondiaux dans 50 ans

• ENERGIE:

– Production d’électricité triplera

– La capacité de stockage sera multipliée par 20

• EAU:

– Les besoins d’irrigation seront multipliés par 2

– Les besoins de stockage d’eau potable en hausse

• SECURITE:

– Les dégâts potentiels des crues en hausse

HYDROPOWER EUROPE Les axes d’innovation CFBR Journée Jeunes 29/01/2020 10

L’opportunité pour l’hydro-électricité

• L’Europe désire une transformation fondamentale et économique de son système d’électricité en vue d’un avenir résilient au climat grâce à sa faible émission de C02.

HYDROPOWER EUROPE Les axes d’innovation CFBR Journée Jeunes 29/01/2020 11

• L’hydro-électricité contribue fortement à l’achèvement de la décarbonisation de l’énergie et sera d’autant plus nécessaire que les énergies intermittentes pénétreront le marché.

Les 3 challenges de l’énergie en 2035France 2035: Scénario de production 50% nucléaire et 35% éolien+PV avec les données de 2013

(Grand, Lebrun, Vidil et Wagner 2016)

HYDROPOWER EUROPE Les axes d’innovation 12

120

_80

Puissance GW

Les 3 challenges de l’électricité en 20351. La puissance à installer est 3 fois celle des moyens

traditionnelles sans garantie de fourniture2. La production dépasse souvent la demande. 25% inutilisée

(44TWh) cela exige une capacité de stockage de 15 TWh et une puissance de 50 GW au lieu de 5 GW actuellement.

3. Les transitoires entre surplus et déficits sont très fréquents et importants (3GW/h) les moyens de gestion de tels transitoires ne sont pas disponibles à court et moyen terme.

HYDROPOWER EUROPE Les axes d’innovation 13

Les stations de Transfert d’Energie par Pompage (STEP) font partie de la solution. Exemple:• de 0 à 1h : les batteries

• de 1h à 1j : les STEP

• De 1j à 1 mois: Hydrogène ou gaz

Hier

2020

€/MWh

Prix de l’électricité

MW

1 2 (stockage) 3

4 (STEP)

5 6 7 8

1

X

MW

NER 1 2 (storage) 3 5 6 7

«obligation d’achat»

Gain perdu

€/MWh

2

3

Fil de l’eau

Nouveau Prix

Gain

4 (STEP)

Puissance à installer

Puissance à installer

Oui mais… Le challenge actuel des STEP

D’où la nécessité de Recherches et d’Innovations

• Les STEP peuvent assurer flexibilité et stockage. Elles sont à développer.

• Les usines traditionnelles sont invitées à évoluer pour assurer aussi flexibilité et stockage.

• Mais cela doit être réalisé sans augmenter l’impact environnemental.

• Le concept « Twin dams » de Lempérièreréduit cet impact.

HYDROPOWER EUROPE Les axes d’innovation 15

EASE - European Association for Storage of Energy

EREF - European Renewable Energies Federation

EUREC - Association of European Renewable Energy Research

ICOLD - International Commission on Large Dams

IHA – International Hydropower Association

VGB - Technical Association for Generation and Storage of Power & Heat

Le projet Hydropower Europe

Projet H2020 de concertation et de support pour constituer un forum réunissant pendant 3 ans toutes les parties prenantes de l’hydroélectricité en vue de proposer à l’UE un programme de Recherches et d’innovationset une feuille de route stratégique de l’hydro-électricité pour les décennies à venir

Les axes d’innovations1. Amélioration de la production, de la flexibilité et du stockage

2. Amélioration de la performance et optimisation de l’exploitation des usines

3. Amélioration de la performance et de la résilience des équipements électro-mécaniques

4. Amélioration de la performance et de la résilience des infrastructures hydrauliques

5. Concepts nouveaux

6. Amélioration de l’acceptabilité sociale et environnementale

7. Diminution de l’impact du réchauffement climatique

Les “Twin dams” de Lempérière• Soit un réservoir avec V (m3) et H=100m

• Il est partagé en 2 réservoirs de H/2

• de volume : V/(2)3=V/8

• L’eau est pompée de 0,4H à 0,5H

• Le volume d’eau pompée est: V/8[1-(4/5)3]=V/16

• L’énergie turbinée est en kWh : 𝐸1 = 0.8 × 0.5𝐻 ×𝑉

16×

𝑔

3600(𝑘𝑊ℎ)

• L’énergie pour 250 stockages/an: 𝐸𝑦= 250 × 0.8 × 0.5𝐻 ×𝑉

16×

𝑔

3600≅

𝐻𝑉

60(𝑘𝑊ℎ)

• L’énergie/m3/an à H=100m:

• >> 0.5 kWh/m3 traditionnel

• L’énergie hydro mondiale serait multipliée par 3 avec moins d’impacts environnementaux:

𝐸𝑤𝑦 = 1.6 × 6 000 ×109

109≅ 10 000 𝑇𝑊ℎ > 3*Production mondiale 2018

𝐸𝑦 =100

60× 𝑉 = 1.6 𝑉 𝑘𝑊ℎ 𝑜𝑟 1.6 𝑘𝑊 ℎ 𝑚3

HYDROPOWER EUROPE Les axes d’innovation CFBR Journée Jeunes 29/01/2020 19

QUIZ!

HYDROPOWER EUROPE Les axes d’innovation CFBR Journée Jeunes 29/01/2020 20

Avec 35% d’énergie intermittente en 2035 quelle devrait être la capacité de

stockage d’électricité en France? 500MW 5GW ou 50 GW?

C’est à vous d’innover!Inscription et

participation à la consultation en

septembre 2020!