Rapport CAS Technologies competitives - D'Dline 2020

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Des technologies compétitives au service du développement durable − − et le rapport entre la taille du champ solaire et la puissance de la turbine, d’étaler, de déplacer, voire de concentrer la production électrique dans le temps. On peut alors ou bien produire aux heures de forte consommation ou bien lisser la production aux heures de moindre demande ; la production décentralisée d’électricité dans des zones ne disposant pas de réseau de distribution structuré, mais qui pourraient bénéficier des technologies nouvelles, de gestion intelligente, de micro-réseau de distribution d’électricité ; l’intégration au sein d’unités industrielles de production qui utilisent l’énergie électrique ou la chaleur pour leurs besoins propres (par exemple, dessalement d’eau de mer, traitement de l’eau, etc.) ou la chaleur. 3.2. Verrous et objectifs technologiques Les progrès technologiques attendus concernent principalement la mise au point de systèmes optiques et de solutions de stockage à bas coût ainsi que de fluides caloporteurs plus performants (pour améliorer les rendements). La technologie bénéficiera également d’améliorations technologiques incrémentales visant à réduire les coûts de maintenance (entretien des miroirs nécessaire pour ne pas perdre des points de rendement) et les coûts des divers composants (supports, systèmes de suivi de la course du soleil ou trackers, miroirs, turbines, etc.). Comme toutes les technologies destinées à récupérer une énergie solaire certes abondante mais peu dense, les fermes solaires CSP présentent une grande emprise au sol. Ainsi, la centrale Andasol en Andalousie occupe une superficie de 510 000 m 2 pour une puissance de 50 MW et une production de 180 GWh/an. Les objectifs technologiques sont les suivants : − l’objectif à horizon <strong>2020</strong> est un coût de production de 10 centimes d’euros/kWh ; actuellement, il est estimé à environ 17 centimes d’euros/kWh pour des centrales de grande capacité (autour de 100 MW) et 30 centimes sur les petites centrales. L’objectif à terme est d’atteindre un coût de production de 7 centimes d’euros/kWh pour les grandes centrales et 15 centimes d’euros/kWh pour les petites ; − − le challenge est celui du stockage thermique, qui permet un fonctionnement en semi-base du solaire thermodynamique à concentration ; pour rendre cette technologie économiquement compétitive il faut également rentabiliser la chaleur produite (séchage, eau chaude sanitaire, réseaux de chaleur ou de froid, etc.). Les évolutions suivantes pourraient permettre de réduire le coût à 7 centimes d’euros/kWh : − les coûts du CSP sont répartis sur l’ensemble des composants ; c’est donc en premier lieu l’industrialisation qui réduira les coûts par les effets d’échelle ; − des progrès progressifs sur les miroirs (minces mais plus fragiles) ; − le développement de nouveaux fluides caloporteurs ou la génération directe de vapeur pour améliorer le rendement ; − le développement de turbine à vapeur (100 bar) de basse puissance ; Centre d’analyse stratégique - 116 - Août 2012 www.strategie.gouv.fr
L’électricité solaire − la mise au point de solutions de stockage thermique performantes (coût et rendement) : c’est le principal verrou. Il existe des possibilités de couplage avec d’autres applications que la production d’électricité, notamment la production de froid (qui présente un intérêt notable dans les pays de la ceinture solaire) et le dessalement d’eau de mer (cible : 1 euro/m 3 ). 3.3. Filière industrielle Le potentiel de marché en France métropolitaine est maigre faute d’ensoleillement suffisant. Toutefois, le CSP met en œuvre des technologies (réflecteurs, fluides thermodynamiques, stockage thermique, machines thermodynamiques, contrôlecommande, optiques et traitements de surface, etc.) qui sont toutes maîtrisées en France au sein de nombreux groupes industriels, avec une capacité d’exportation reconnue. Les acteurs français disposent ainsi des atouts nécessaires pour se positionner sur les marchés étrangers, en pleine croissance. En plus des technologies Fresnel déjà disponibles sur le territoire national, la France compte des fabricants de turbines, d’alternateurs, de miroirs, de trackers, de structures métalliques, de récepteurs, et aussi des groupes d’ingénierie, électriciens, chaudronniers, chaudiéristes, etc. Des programmes de recherche ont été lancés pour soutenir le développement de centrales à concentration solaire. Il existe des centres de recherche déjà mobilisés comme celui de l’INES ou du CNRS. À l’international, de nombreux grands industriels internationaux tels Siemens, AREVA, Alstom, ABB et General Electric ont investi, pour certains très largement, dans des spécialistes du solaire thermodynamique. Les principaux acteurs du CSP Études Solar Block Exemples parmi les principaux acteurs Power Block Développement et installation Opération et maintenance France CINM Bertin Solar Euromed SAED Sogreah AREVA (Fresnel) CNIM (Fresnel) Alstom (Tours) Saint-Gobain (Miroirs) Arkema (fluids) Schneider Electric (contrôle) Siemens (récepteurs) GE France Alstom Altawest Siemens Technip Total Solar Euromed Dalkia Sogreah Entrepose Contracting Enertime SAED Total Solar Euromed Dalkia Veolia International Acciona Solar Millenium Abengoa Skyfuel Ferrotaal ACS Cobra ABB Acciona Abengoa Solar Millenium Torresol Energy ACS Cobra Novatec Biosol ENEL RWE Acciona Abengoa ACS Cobra Source : DGEC (2011), <strong>Rapport</strong> sur l’industrie des énergies décarbonées en 2010, Édition 2011 Centre d’analyse stratégique - 117 - Août 2012 www.strategie.gouv.fr
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