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Cluster Technology of Wallonia Energy, Environment and sustainable Development
1
Plan de développement d'unités de production à partir de
sources d'énergie renouvelables en Wallonie à l'horizon 2020
TWEED: Cluster Energie Durable en Wallonie
2
• Créé en 2008 • Plus de 100 membres • Mission: business développement dans les secteurs de l’énergie durable • Activités: Clustering, Networking, Promotion, Incubateur de projets,… • Animation de GT thématiques (Biomasse, Eolien, Solaire,…) • Partenaire à part entière de projets européens • Actif à l’international en collaboration avec le Renewable Energy Club
(Agoria)
Sources d’énergie renouvelables
Efficacité énergétique et impact
climatique dans l’industrie et le tertiaire
Produits et services « verts »
Nos membres
3 …
Contexte SER en Wallonie
4
Belgique : • Objectifs en Belgique :
• 13% de SER (20% en Wallonie) • 15% de réduction de GES dans les secteurs non ETS &
intensification des réductions de GES dans les secteurs ETS Wallonie : • L’objectif politique fixé par le Gouvernement wallon est quant à lui de
tendre en 2020 vers 20% d’énergie renouvelable dans la consommation finale wallonne
• Hab. (2008): 3.456.775 • Surface: 16.844 km² • PIB/hab (2007): 21.600 € • Energie finale consommée (2008): 147 TWh • 5,5 toe/hab, moyenne EU 3,8 toe/inhab • PDM SER : 7 à 8 %
Contexte SER en Wallonie
5
Hydraulique 3,5%
Eolien onshore 5,4%
Cogénération / électricité biomasse
59,9%
Cogénération biogaz 2,0%
Photovoltaïque 0,3%
PAC 0,4%
Solaire thermique 0,8%
Chauffage biomasse 16,0%
Autres (Géothermie,
biocarburants,...) 11,7%
Part des différentes filières d'énergie renouvelable en Wallonie en 2009 (%)
è Bilan énergétique de la Wallonie: > 9 TWh ER en 2009
Approche générale de l’étude
6
Contexte de l’étude : Dans le cadre de la fixation des quotas de production d'énergie à partir de sources renouvelables à l'horizon 2020 en Région wallonne, le Cluster TWEED a souhaité participer à cette réflexion afin de fournir des éléments quantitatifs pouvant servir à la prise de décisions :
• TWEED a mis en place un groupe de travail constitué de sociétés technologiques liées aux énergies renouvelables de son réseau
• Ce groupe a eu pour mission de définir un scénario ambitieux d'un point de vue énergétique tout en étant économiquement soutenable pour la Région afin d'atteindre une production d'énergie renouvelable équivalente à 20% de la consommation totale d'énergie d'ici 2020
Approche générale de l’étude
7
Méthodologie – 3 étapes : 1. Caractérisation de chaque filière des énergies renouvelables en termes
de: • coût d'investissement • de potentiel technique de production • retombées économiques pour la région
2. Elaboration d’un scénario et détermination du montant global des
investissements à consentir pour l'atteindre et les possibles retombées économiques pour la Région wallonne
3. Analyse des mécanismes de financement à mettre en place pour soutenir
rationnellement et durablement le scénario
Approche générale de l’étude
8
Hypothèses clés : • L’étude met sur un même pied d'égalité le MWh électrique et le MWh
thermique, comme le suggère la directive "Energie-Climat" de l'UE. • Le coût de production est calculé sur base de coûts d'investissement
actuels et ne tient pas compte des mécanismes de soutien et du coût du financement.
• L’étude inclut le potentiel de l’éolien off-shore (au travers de la Belgique)
et de la pompe à chaleur (PV-PAC) mais ne tient pas compte des chaleurs fatales et de la géothermie, dont le potentiel technique n’est pas encore caractérisé à ce jour en Wallonie.
• La note ne tient pas compte des contraintes du réseau électrique et des
possibles investissements à consentir dans le futur.
Caractérisation de chaque filière
9
Hydraulique Coût du kW (€/kW) 5.500 Part de l'investissement matériel 50% Part de la main d'oeuvre 50% Dont invest. matériel local (%) 50% Dont main d'oeuvre locale (%) 90% Coût opérationnel prod combinée (€/MWh) 30
Coût du combustible prod combinée (€/MWh) / Coût de production MWh 76 € Part du CAPEX 60% Part de l'OPEX 40% Part du combustible / Potentiel wallon (MW) 160 Potentiel de production max (GWh) 640 Potentiel de production à réaliser (GWh) 200 Durée de vie 30
Caractérisation de chaque filière
10
www.windturbinewallonia.be
Eolien
On-shore Off-shore Coût du kW (€/kW) 1.250 3.700 Part de l'investissement matériel 80% 70% Part de la main d'oeuvre 20% 30% Dont invest. matériel local (%) 30% 20% Dont main d'oeuvre locale (%) 80% 50% Coût opérationnel prod combinée (€/MWh) 20 25 Coût du combustible prod combinée (€/MWh) / / Coût de production MWh 48 € 79 € Part du CAPEX 59% 69% Part de l'OPEX 41% 31% Part du combustible / / Potentiel wallon (MW) 5.426 4.333 Potentiel de production max (GWh) 11.937 15.000 Potentiel de production à réaliser (GWh) 11.000 14.732 Durée de vie 20 20
Caractérisation de chaque filière
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Cogénération biomasse Moyenne Grande
Coût du kW (€/kW) 6.500 3.500 Part de l'investissement matériel 70% 85% Part de la main d'oeuvre 30% 15% Dont invest. matériel local (%) 50% 25% Dont main d'oeuvre locale (%) 80% 50% Coût opérationnel prod combinée (€/MWh) 30 20 Coût du combustible prod combinée (€/MWh) 22 22 Coût de production MWh 69 € 49 € Part du CAPEX 24% 14% Part de l'OPEX 44% 41% Part du combustible 32% 45% ? Potentiel wallon (MW) 400 600 Potentiel de production max (GWh) 7.800 15.600 Durée de vie 20 20
Caractérisation de chaque filière
12
Cogénération Biogaz Petite Grande Coût du kW (€/kW) 6.500 4.000 Part de l'investissement matériel 70% 60% Part de la main d'oeuvre 30% 40% Dont invest. matériel local (%) 25% 25% Dont main d'oeuvre locale (%) 50% 50% Coût opérationnel prod combinée (€/MWh) 30 24 Coût du combustible prod combinée (€/MWh) 30 24 Coût de production MWh 87 € 63 € Part du CAPEX 44% 38% Part de l'OPEX 28% 32% Part du combustible 28% 31% Potentiel wallon (MW) 136 Potentiel de production max (GWh) 1.632 Durée de vie 20 20
Caractérisation de chaque filière
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Solaire PV
Particulier Entreprise Coût du kW (€/kW) 2.300 2.100 Part de l'investissement matériel 70% 80% Part de la main d'oeuvre 30% 20% Dont invest. matériel local (%) 20% 20% Dont main d'oeuvre locale (%) 100% 100% Coût opérationnel prod combinée (€/MWh) 20 18 Coût du combustible prod combinée (€/MWh) / / Coût de production MWh 128 € 111 € Part du CAPEX 84% 84% Part de l'OPEX 16% 16% Part du combustible / / Potentiel wallon (MW) 6.580 8.820 Potentiel de production max (GWh) 5.593 7.938 Durée de vie 25 25
Caractérisation de chaque filière
14
Solaire à finalité thermique
PV-PAC Solaire Thermique Petit Grand Coût du kW (€/kW) 4.000 1.800 1.250 kW électrique kW thermique kW thermique Part de l'investissement matériel 70% 55% 55% Part de la main d'oeuvre 30% 45% 45% Dont invest. matériel local (%) 60% 20% 20% Dont main d'oeuvre locale (%) 100% 100% 100% Coût opérationnel prod combinée (€/MWh) 32 15 8 Coût du combustible prod combinée (€/MWh) / / / Coût de production MWh 79 € 126 € 85 € Part du CAPEX 60% 88% 91% Part de l'OPEX 40% 12% 9% Part du combustible / / / Potentiel wallon (MW) 172 900 1.800 Potentiel de production max (GWh) 585 585 1.170 Durée de vie 25 25 25
Caractérisation de chaque filière
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Chaudière biomasse
Coût du kW (€/kW) 800 Part de l'investissement matériel 85% Part de la main d'oeuvre 15% Dont invest. matériel local (%) 50% Dont main d'oeuvre locale (%) 100% Coût opérationnel prod combinée (€/MWh) 4 Coût du combustible prod combinée (€/MWh) 34 Coût de production MWh 54 € Part du CAPEX 29% Part de l'OPEX 7% Part du combustible 63% Potentiel wallon (MW) 5.750 Potentiel de production max (GWh) 11.500 Durée de vie 30
Scénario TWEED
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Consommation actuelle d’énergie en Wallonie (2008)
Différents scénarios de consommation totale d’énergie finale en Wallonie pour 2020 :
• 147 TWh: scénario " statut quo »
• 140 TWh: scénario "de référence" qui tient compte des mesures existantes dans le cadre de la politique énergétique actuelle (accords de branche, PEB…
• 125 TWh: scénario "URE" qui tient compte de mesures
additionnelles d’utilisation rationnelle de l’énergie
Scénario TWEED
17
Le Cluster TWEED soutient un scénario permettant d'atteindre une production de 27 TWh d'énergie renouvelable d'ici 2020 (hors biocarburants), c’est-à-dire 17 TWh d’énergie renouvelable supplémentaire d’ici 2020 • 27 TWh sont nécessaires pour atteindre une proportion de 20%
d’énergie renouvelable dans la consommation finale d'énergie (proportion variant entre 18,3% et 23,4% en fonction du scénario de consommation d’énergie finale considéré pour 2020 et de la réalisation ou non de l’objectif de biocarburants)
• En tenant compte d’un peu moins de 10 TWh d'énergie renouvelable
actuellement en Wallonie, il convient d'investir dans des unités de production supplémentaires qui produiront 17 TWh de plus
è Le scénario de TWEED est un scénario ambitieux qui favorise des
filières compétitives, respecte les potentiels techniques définis précédemment, tient compte des compétences et des technologies wallonnes et favorise les retombées économiques locales.
Scénario TWEED
18
Hydraulique 0,1
Eolien onshore 4,5
Eolien offshore 2,0
Cogénération biomasse
5,3
Cogénération biogaz 0,5
Photovoltaïque 1,0
PAC 0,3
Solaire thermique 0,3
Chauffage biomasse 3,0
Objectifs de production supplémentaire d'énergie à partir de sources renouvelables à l'horizon 2020: 17 TWh
(scénario TWEED)
Scénario TWEED
19
Hydraulique 1,1%
Eolien onshore 48,6%
Eolien offshore 21,6% Cogen
biomasse 14,8%
Cogen biogaz 3,0%
Photovoltaïque 10,8%
Objectifs de production supplémentaire d'électricité à partir de sources
renouvelables à l'horizon 2020 : 9,2 TWh (scénario TWEED)
Cogen biomasse
50%
Cogen biogaz
3% PAC 4%
Solaire thermique
4%
Chauffage biomasse
39%
Objectifs de production supplémentaire de chaleur à partir de sources
renouvelables à l'horizon 2020 : 7,8 TWh (scénario TWEED)
20
Hydraulique 2%
Eolien onshore 19%
Eolien offshore 8% Cogénération
biomasse 41%
Cogénération biogaz 3%
Photovoltaïque 4%
PAC 1%
Solaire thermique 2%
Chauffage biomasse 17%
Autres 4%
Production d'énergie totale à partir de sources renouvelables à l'horizon 2020: 27 TWh (scénario TWEED)
Scénario TWEED
Scénario TWEED
21
Principaux résultats : • Ce scénario nécessitera des investissements pour un montant total de
11 milliards d'euros avec un coût opérationnel annuel (avec combustibles) qui avoisinera les 540 millions d’euros en 2020
• Ce scénario permettra des retombées économiques pour la région pour
un total de près de 9,3 milliards d'euros (en tenant également compte des retombées locales des coûts opérationnels et du combustible)
• Ce scénario permettra à la Wallonie de renforcer son indépendance
énergétique et de réduire la facture énergétique de la Région wallonne de 1,7 milliard d'euros
Scénario TWEED
22
Scénario TWEED: 17 TWh
supplémentaires Hydraul
ique Eolien onshore
Eolien offshore
Moyenne cogen biomas
se
Grande cogen biomas
se
Petite cogen biogaz
Grande cogen biogaz
PV
particulier
PV
entreprise
PV - PAC
Solaire thermique petit
Solaire thermiq
ue grand
Chauffage
biomasse
Projets pilotes
& innovati
ons
Total
Energie (TWh) 0,1 4,5 2,0 0,5 4,8 0,1 0,4 0,4 0,6 0,30 0,10 0,20 3,0 / 17,0
Electricité (TWh) 0,1 5 2,0 0,17 1,20 0,06 0,22 0,40 0,6 / / / / / 9,2
Chaleur (TWh) / / / 0,33 3,60 0,04 0,18 / / 0,30 0,10 0,20 3 / 7,8
Puissance à installer (MWélec ou MWth ) 25 2.045 588 26 185 8 31 471 667 88 154 308 1.765 /
Nombre d'unités 250 682 118 43 37 83 21 134.454 6.667 88.235 30.769 2.368 88.235 /
Coût total Investissements (M€) 138 2.557 2.176 167 646 54 123 1.082 1.400 353 277 385 1.412 220 10.989
Coûts opérationnel & combustible (M€) 3 90 50 26 202 6 19 8 11 10 2 2 114 / 541
Coût de revient de prod. total annuel (M€) 8 218 159 34 234 9 25 51 67 24 13 17 161 / 1.019
Retombées totales dont l'invest matériel local, la main d'œuvre locale et les rétombées locales des combustibles (M€)
133 1.952 1.147 316 1.782 83 250 568 628 365 172 234 1.662 / 9.292
Financement du scénario
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Mécanismes de financement existants : • Certificats verts (CV) : mécanisme d'aide à la production actuellement
utilisé en Wallonie (loi de l'offre et de la demande)
Avantages/Inconvénients : effets d'aubaine, dette à long terme, répercussion du coût majoré d'une commission sur les consommateurs,…
• Feed-in-tariff (FIT) : mécanisme de rachat à un prix fixe calculé sur base
des coûts réels de production du MWh de la filière
Avantages/Inconvénients : limitation des effets d'aubaine, ne convient pas aux filières qui utilisent un combustible dont le prix est variable
• Aide à l'investissement (AI) : subside en capital souvent calculé sur base
d'un pourcentage du montant de l'investissement
Avantages/Inconvénients : évite les effets d’aubaine, effet positif sur la liquidité, diminue le coût pour le subsidiant, convient aux filières à CAPEX intensif
Financement du scénario
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Nouveau mécanisme: Aide à la Production Adaptée (APA) : • Pour financer le scénario de la manière la plus efficiente possible, et afin de
remédier aux problèmes du système actuel, le Cluster TWEED a pensé à un mécanisme de soutien nouveau: l'aide à la production adaptée (APA)
• L’APA consiste à acheter l'énergie d'un producteur à un prix permettant d'obtenir un taux de retour sur investissement prédéfini.
• Le prix de rachat est composé du prix de l'énergie du marché auquel s'ajouterait une composante "aide" (revu sur une base annuelle ou biannuelle). Si le prix de l'énergie monte, l’aide diminue.
• L’APA est économiquement efficient (supprime les effets d'aubaine) et est adapté aux filières nécessitant un combustible (l'aide variant en fonction des fluctuations du prix du combustible).
Financement du scénario
25
Détails du financement (scénario TWEED) : • Principe : une filière dite à CAPEX intensif a besoin d'une aide à
l'investissement & une filière dite à CAPEX faible nécessite une APA qui peut être majorée d'une aide à l'investissement si ce dernier est important.
• Le montant total des AI à consentir pour toutes filières s'élève à un peu
moins de 3,7 milliards d'euros et celui de l'APA s'élève à 370 millions d'euros.
• En tenant compte de la dette des CV initiée par les installations antérieures
(entre 2,6 milliards d'euros et 3,2 milliards d'euros), cela représente une dépense totale annuelle qui varie entre 745 et 812 millions d'euros (hors éolien offshore).
• Nécessité d'instaurer un mécanisme de soutien à la chaleur verte (via une
taxe CO2).
Mécanismes de financement
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Financement du scénario Hydraulique
Eolien onsho
re Eolien offsho
re
Moyenne
cogen bioma
sse
Grande
cogenbioma
sse
Petite cogen bioga
z
Grande
cogen biogaz
PV
particulier
PV
entreprise
PV - PAC
Sol. therm petit
Sol
therm grand
Chauffage
biomasse
Projets
pilotes &
Innovations
Total
Coût total Investissements (M€) 138 2.557 2.176 167 646 54 123 1.082 1.400 353 277 385 1.412 220 10.989
Pourcentage d'aide à l'investissement 30% 30% - 50% 50% 50% 50% 50% 30% 50% 50% 50% 50% 100%
Montant de l'aide à l'investissement (M€) 41 767 0 83 323 27 62 541 420 176 138 192 706 220 3.698
Taux de retour sur investissement 9% 9% - 13% 13% 13% 13% - 8% - - - - -
Montant de l'aide à la production adaptée (M€) 6 106 0 27 133 6 14 0 79 0 0 0 0 0 370
Total 47 873 0 110 456 33 75 541 499 176 138 192 706 220 4.068
Conclusion
L’étude réalisée par le Cluster TWEED:
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Sou%ent l’objec%f de 20% d’énergie à par%r de sources renouvelables à l’horizon 2020
Environnement
Encourage les filières les plus compé%%ves qui maximisent les r e t o m b é e s économiques pour la Wallonie
Economie
Recommande d’adapter les mécanismes de sou%en afin d’op%miser la mise en place de projets durables tout en minimisant l’impact de ces mécanismes sur le citoyen
Social
Cluster Technology of Wallonia Energy, Environment and sustainable Development
TWEED Asbl Rue Natalis 2 – 4020 Liège – Belgium
Cédric Brüll Directeur [email protected] Maxime Beguin Ingénieur projet [email protected]
Michael Corhay Responsable Projet [email protected] Dr Julie Leroy Projet Organext [email protected]
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