HomeConnaissancesUn autre regard sur les options de production d'électricité en Afrique du Sud

Un autre regard sur les options de production d'électricité en Afrique du Sud

L'énergie est la composante essentielle du futur dosage des politiques du pays. L'électricité est la condition nécessaire à la croissance économique mais pas une condition suffisante. La condition suffisante ne peut être remplie que par les politiciens et les politiques gouvernementales.

L'argument autour de l'électricité se résume vraiment aux questions suivantes: les énergies renouvelables, principalement éoliennes, sont-elles efficaces et durables ?; et peuvent-ils garantir la sécurité de l'approvisionnement en électricité à un prix économique compétitif qui peut permettre au gouvernement d'atteindre son objectif de «favoriser la croissance économique et la prospérité»? La théorie et les faits de la vie réelle suggèrent fortement que non.

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Il y a un débat perpétuel dans la littérature autour de l'approche utilisant les coûts nivelés de l'électricité (LCOE). L'analyse superficielle initiale suggère que l'éolien et le solaire sont désormais moins chers que le charbon et le nucléaire. Cependant, de nombreux experts affirment que ces chiffres ne tiennent pas compte de la totalité des coûts supplémentaires que les énergies renouvelables imposent au système. Le fait est que les énergies renouvelables fournissent de l'électricité moins de 35% du temps, sont intermittentes, imprévisibles, très variables et ont une très faible densité d'énergie. Les coûts supplémentaires que ces facteurs imposent au système ne sont pas inclus dans les LCOE actuellement utilisés, mais sont à la charge du système.

Ces coûts supplémentaires devraient être directement attribués à chaque technologie énergétique responsable de l'augmentation du coût des systèmes qu'elle entraîne. Les experts constatent que l'électricité distribuable (charbon et nucléaire) avec une durée de vie bien plus longue de 40 à 60 ans ne peut pas être directement comparée à l'électricité non distribuable (éolienne et solaire) dont la durée de vie est de seulement 20 ans en utilisant uniquement la méthodologie LCOE. . La littérature regorge d'articles sur le sujet soutenant ces arguments.

Revue de la littérature

Un rapport intitulé `` Critical Review of The Levelised Cost of Energy (LCOE) Metric '', par MD Sklar-Chik et al publié dans le South African Journal of Industrial Engineering Décembre 2016 Vol 27 (4) est pertinent. Il a conclu que «LCOE néglige certains termes clés tels que l'inflation, les coûts d'intégration et les coûts du système. Les implications de l'intégration de ces coûts supplémentaires fourniraient une mesure plus complète pour l'évaluation des projets de production d'électricité et pour le système dans son ensemble. Le LCOE ne doit pas être utilisé isolément, mais en conjonction avec d'autres métriques et méthodologies de projet. »

Une étude et une étude de modélisation particulièrement importantes ont été réalisées par BP Heard et al, intitulée «Fardeau de la preuve: un examen complet de la faisabilité de systèmes à 100% d'électricité renouvelable». Après un examen de 24 études prétendant montrer qu'un système électrique 100% renouvelable est réalisable, ils ont conclu qu '«il n'y a aucune preuve empirique ou historique qui démontre que de tels systèmes sont en fait réalisables». Surtout, leur conclusion était la suivante: «La réalité est que les systèmes d'électricité 100% renouvelable ne satisfont pas à bon nombre des caractéristiques d'une réponse urgente au changement climatique: la plus haute certitude et les voies de risque de défaillance les plus faibles, préservant les résultats du développement humain, ayant le potentiel de consensus élevé et faible résistance, et offrir le plus d’avantages au moindre coût. »

Parmi les études qu'ils ont examinées figuraient les propositions du CSIR concernant les énergies renouvelables à forte pénétration en Afrique du Sud. L'étude a conclu que «tant l'utilisation des termes« techniquement faisable »que la tentative de chiffrage des systèmes proposés sont inappropriées et prématurées». En outre, «un décideur pourrait ne pas douter que la demande d’électricité proposée par le scénario des énergies renouvelables à forte pénétration du CSIR n’est pas réaliste et n’est pas conforme à l’impératif de réduire la pauvreté généralisée en Afrique du Sud.» Dans un autre article, Heard a déclaré que l'étude du CSIR était «comme annoncé à l'origine, une expérience de pensée. Ce n'est pas un plan, ce n'est pas un plan, ce n'est pas une «preuve» d'aucune sorte comme le suggère la vague des titres et des reportages. »

Enfin, l'étude de l'OCDE et de l'AEN intitulée «NuclearEnergy and Renewables: System Effects in Low-Carbon Electricity Systems examinée». Les coûts du système dans cette étude sont définis comme les coûts totaux au-dessus des coûts au niveau de l'usine pour fournir de l'électricité à une charge donnée et à un niveau donné de sécurité d'approvisionnement. Il s’agissait d’une étude complète axée sur les coûts encourus à l’intérieur du système électrique pour les producteurs, les consommateurs et les gestionnaires de réseau de transport, appelés «coûts du système au niveau du réseau» ou «coûts du réseau». Les coûts totaux du système comprendraient les effets qui sont difficiles à monétiser et qui pourraient affecter l'économie et le bien-être d'un pays au-delà du secteur électrique lui-même. Ces coûts de réseau augmenteraient le LCOE.

En utilisant le coût de réseau supplémentaire moyen pour les différentes technologies établies dans l'étude et s'appliquant à l'Afrique du Sud, les coûts de réseau supplémentaires du nucléaire seraient de 0.026 R / kWh, le charbon R0.013 / kWh, l'éolien 0.364 R / kWh et le solaire R0.493 .XNUMX / kWh. Des coûts plus précis doivent naturellement être identifiés et estimés pour l'Afrique du Sud. Les coûts pertinents ci-dessus doivent être attribués à chaque technologie avant de déterminer la moindre combinaison de coûts.

La lecture essentielle comprend également un rapport de recherche de D. Weißbach et al (Weißbach, et al. (2013)) sur l'énergie restituée de l'énergie investie (EROI) en Allemagne. La recherche montre que les énergies renouvelables ne sont pas rentables et conduiront à une stagnation économique. Alors que les EROI du charbon et du nucléaire sont dans un territoire qui favorise la croissance.

La recherche ci-dessus implique fortement qu'à en juger par l'expérience à l'étranger, les coûts de l'énergie éolienne et solaire sont susceptibles de dépasser ceux du charbon et du nucléaire par des marges substantielles. Il s'agit d'une critique forte de fonder les décisions énergétiques uniquement sur la méthodologie simpliste LCOE actuellement utilisée dans le contexte sud-africain. C'est certainement le point de vue populaire exprimé dans les médias. Le problème qui se pose est que les solutions dites les moins coûteuses telles que définies dans l'IRP 2016 doivent être étudiées, débattues et réévaluées en profondeur.

Les coûts de chaque technologie doivent être ajustés en fonction des subventions actuellement payées par le public. Dans ce cas, ils sont payés par Eskom. Cependant, ceux-ci doivent être transmis aux consommateurs. Les coûts sont finalement payés par les entreprises sud-africaines qui souffrent depuis longtemps, le public et en particulier les pauvres. Eskom a raison de résister à ces contrats coûteux. Les syndicats et les syndicats ont également raison de considérer l'impact sur l'emploi.

Les derniers mots de l'ouvrage de Fritz Vahrenholt intitulé «Germany's Energiewende: A Disaster in the Making» résument la situation. «Il faudra beaucoup de temps pour réparer les graves dommages causés par une politique énergétique trompée». Energiewende en Allemagne est appelé par de nombreux experts un échec catastrophique malgré les nombreuses excuses avancées par ses partisans. Les événements récents en Australie-Méridionale se sont révélés désastreux sur le plan économique et ont clairement montré que les grands vents entraînaient des dommages économiques substantiels. Les prix de l'électricité y ont récemment augmenté de plus de 100%.

Il est vrai qu'Elon Musk a proposé de le mettre en stock. Il est également vrai que le stockage économique contribuera à atténuer la situation. Elon Musk n'est pas altruiste. Son entreprise fabrique des batteries. Au prix, c'est une publicité bon marché. Les batteries sont actuellement très chères et les Australiens du Sud paieront un prix élevé pour tous les besoins en énergie éolienne de secours. Ces faits résument la tendance future en Afrique du Sud si les plans actuels de l'IRP vont de l'avant.

Problèmes de modélisation à considérer

Les arguments ci-dessus nécessitent une évaluation plus approfondie car ils s'appliquent à la situation sud-africaine. Les facteurs suivants doivent être pleinement examinés, identifiés et évalués:
• Les coûts réels du réseau ou les coûts supplémentaires du réseau et les coûts associés à la stabilité du réseau pour chaque technologie.
• Le coût du maintien d'une réserve de filage supplémentaire pour les technologies nécessitant une augmentation de la réserve de filage.
• L'incertitude et le risque économique pour l'économie associés à une incertitude croissante. Toutes les transitions d'une source d'énergie à une autre semblent supposer qu'elles se déroulent comme des transitions parfaitement fluides et sans couture dans des conditions de certitude. Il y a toujours un risque et une incertitude et, par conséquent, il y a toujours une probabilité de retard et d'échec de transition et cette évaluation nécessite une évaluation.
• La probabilité de tout retard dans la réduction des approvisionnements provenant de sources disponibles ou l'augmentation des approvisionnements provenant de sources disponibles. Les retards d'approvisionnement et la demande non satisfaite qui en résulte doivent être évalués au coût de l'énergie non desservie (COUE) actuellement 77.30 R / kWh.
• L'augmentation des coûts de distribution si les technologies disponibles sont obligées de modifier leur quantum d'approvisionnement. En effet, les véritables coûts supplémentaires d'une augmentation et d'une réduction plus fréquentes doivent être évalués.
• Coûts de l'offre excédentaire par rapport à la demande fournie par des sources d'approvisionnement non dispatchables.
• Il est important qu'il n'y ait pas de limites ou de contraintes sur le CO2. Cela donnerait un bon jugement des coûts et des mélanges réels.

Actuellement, ceux-ci sont absorbés ou payés par l'exploitant du réseau, mais devraient être absorbés par le fournisseur. Les coûts supplémentaires pour diverses technologies, comme indiqué ci-dessus, doivent être attribués à chaque technologie. Si cela n'est pas fait, les technologies dont la répartition des coûts est inexacte ne sont pas évaluées équitablement.

Celles-ci affectent les soi-disant mélanges à moindre coût calculés. À moins que ces coûts ne soient correctement attribués à la technologie qui entraîne les coûts supplémentaires, cette technologie reçoit en fait une subvention indirecte ou cachée. Les subventions, à leur tour, entraînent une mauvaise allocation des ressources. L'approche et la planification des scénarios IRP 2016 et les résultats semblent suggérer qu'ils ne tiennent pas suffisamment compte ou sous-estiment les facteurs ci-dessus. Les résultats n'ont que peu ou pas de rapport avec la réalité mondiale s'ils sont évalués par rapport aux prix dans d'autres pays.

Des externalités et autres considérations

Il est important que les externalités soient ignorées aux fins du calcul du LCOE et des impacts sur les coûts des systèmes technologiques. Invariablement, lorsqu'ils sont mesurés, toutes les externalités et tous les coûts environnementaux ne sont pas pris en compte. De plus, les avantages réels associés aux technologies ne sont pas pris en compte.

Toutes les technologies sont soumises à des externalités, y compris les énergies renouvelables. Ils sont extrêmement difficiles à évaluer correctement et sont sujets à des opinions personnelles, des préjugés et des émotions. Ces coûts et avantages devraient être débattus par des experts en dehors du coût principal de chaque technologie et de la combinaison, qui est le sujet de cet article.

Une étude d'impact socio-économique complète ou même partielle n'a pas été envisagée. L'IRP 2016 implique des changements technologiques majeurs, mais aucune étude d'impact complète ou partielle n'a été réalisée. Une étude d'impact socio-économique complète fait partie de ce processus distinct et cela n'a pas été fait du tout.

Les événements extrêmes qui se produisent invariablement doivent être statistiquement incorporés dans les données d'entrée. Celles-ci sont susceptibles de se produire plus fréquemment avec des technologies interruptibles, hautement variables et non distribuables, entraînant des répercussions économiques substantielles. Les technologies dispersables sont rarement sujettes à des événements. Exclure de tels événements donne un biais incorrect malheureux en faveur de ces technologies non diffusables.

La prudence est de mise lorsque des changements technologiques majeurs sont envisagés. Toutes les externalités, coûts et avantages peuvent être classés en éléments connus-connus, connus-inconnus, inconnus-connus et inconnus-inconnus. Malheureusement, à mesure que les inconnues augmentent, les risques augmentent et l'on entre dans le domaine des systèmes complexes. La planification énergétique à long terme et les économies complexes entrent dans cette catégorie.

Les travaux du professeur David Snowdon ont été largement cités pour avoir développé un cadre primé pour la prise de décision dans des systèmes complexes dans un monde compliqué. Snowden est le fondateur et directeur scientifique de Cognitive Edge, une société de conseil en gestion basée à Singapour, spécialisée dans la complexité et la création de sens.

Ce processus recommande que les technologies innovantes ne soient pas déployées rapidement si les résultats sont incertains et si les décisions pourraient causer des dommages irréversibles à long terme. Ces systèmes nécessitent des équipes multidisciplinaires pour les évaluer correctement. L'énergie est un domaine complexe et relativement lent et il faut être prudent en ce qui concerne les décisions qui, une fois prises, affectent de grands processus économiques et ont des effets néfastes irréversibles à long terme.

Résumé

Le simple fait de prendre les estimations actuelles des LCOE pour chaque technologie et de les augmenter pour les seuls coûts du réseau changerait considérablement la situation. L'utilisation des coûts de réseau moyens de l'OCDE augmenterait les LCOE pour le nucléaire à 1.31 R1.06 / kWh, le charbon R0.98 / kWh, le vent à 1.11 R / kWh et le solart à RXNUMX / kWh. Ce ne sont que des estimations basées sur une étude à l'étranger. Des estimations des coûts pour les conditions sud-africaines doivent être établies.

Tous les autres coûts des facteurs énumérés doivent également être attribués à chaque technologie. Il est presque certain que ces coûts dépasseront de loin les coûts de réseau indiqués précédemment. Les estimations placent le vrai LCOE économique ajusté pour les facteurs ci-dessus à R1.36 nucléaire / kWh, charbon R1.15 / kWh, éolien 1.80 R / kWh et solaire R2.55 / kWh.

Ces chiffres susciteront l'indignation des partisans des énergies renouvelables, mais la meilleure indication pour savoir si ces prix sont réalistes ou non est d'envisager les prix à l'étranger. Les prix au Danemark, en Allemagne et en Australie-Méridionale ont grimpé en flèche en raison de leur évolution vers l'éolien à forte pénétration comme principale source d'approvisionnement pour leurs approvisionnements énergétiques nationaux ou étatiques. En 2016, il faut noter que les prix payés par l'industrie en Allemagne étaient 52% plus élevés que la France (nucléaire) et 86% plus élevés que la Pologne (charbon).

En Irlande, souvent citée comme exemple du succès de l'éolien, les comparaisons équivalentes étaient 34% supérieures par rapport à la France et 64% supérieures par rapport à la Pologne. En moyenne, le prix de l'électricité en Allemagne semble être 44% plus élevé que le prix moyen de l'électricité en Europe. L'Australie-Méridionale paie évidemment certains des prix de l'électricité les plus élevés au monde. Les arguments ci-dessus suggèrent que les arguments actuels selon lesquels les prix mixtes à moindre coût utilisant le LCOE de chaque technologie sont gravement imparfaits.

Le but de cet article est de déclarer qu'il est nécessaire de revoir et de réévaluer les mix électriques prévus et recommandés de l'IRP 2016 à l'avenir. Plus important encore, l'article est destiné à contribuer à un débat rationnel sur les véritables choix énergétiques auxquels l'Afrique du Sud doit faire face à l'avenir.

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Dorcas Kang'ereha
Editeur / Business Developer chez Group Africa Publishing Ltd

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