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Règlementation Environnementale 2018 :Quels impacts sur le redimensionnement des réseaux Électricité et Gaz et sur les émissions de gaz à effet de serre ?

Analyse

Paris, le 5 octobre 2016

Copyright © 2016 Capgemini Consulting. All rights reserved.Copyright © 2015 Capgemini Consulting. All rights reserved.

- 4,2

0,0

2,7

- 2,4

0,0

2,3

PRO-ELEC TENDANCE PRO-GAZ

Si les flux d'électricité nationaux baissent

(TMCA élec -0,35%/an)

Si 30% de Chauffage Gaz Collectif en LC


3,0

0,0 - 0,6

4,8

0,0

- 1,0 PRO-ELEC TENDANCE PRO-GAZ

Si les flux d'électricité nationaux augmentent(TMCA élec +0,35%/an)



Md€ de surcouts (>0) ou économies (<0) dans la somme des réseaux de gaz et d'électricitéselon que la RE2018 déplace la construction neuve dans le sens PRO-ELEC ou PRO-GAZ

3,0

0,0

2,7

4,8

0,0

2,3


Si les flux d'électricité nationaux se stabilisent

(TMCA élec 0%)



La RE2018 réglementera les constructions neuves dès 2018. Pour le logement neuf, quel sera son impact sur les coûts d’investissement et renforcement des réseaux électriques et gaz ?

Résumé (1/2)

2

Cette étude analyse les impacts sur les coûts de réseaux d’une Réglementation Environnementale 2018 qui favoriserait l’électricité ou le gaz. L’étude a été réalisée suite à une demande du réseau de distribution de gaz GRDF. Capgemini Consulting, au titre des ses publications sur la transition énergétique, a reçu de GRDF l’autorisation de la publier.

L’étude est entièrement réalisée sur la base de sources publiques et de modélisations propres à Capgemini Consulting Elle simule deux scénarios PRO-ELEC et PRO-GAZ sur la période 2016-2035 par différence avec un scénario TENDANCE

– Le scénario TENDANCE maintient l’équilibre actuel du flux neufs entre électricité (40%) et gaz (60%).

– Un scénario PRO ELEC, qui bascule 3,9 millions de clients neufs du gaz vers l ’électricité (80% LC, 20% MI)

– Un scénario PRO GAZ, qui bascule 1,6 millions de clients neufs de l’électricité vers le gaz (35% LC, 65% MI)

Résultats : L’impact du neuf sur les coûts d’investissement et renforcement des réseaux dépend des hypothèses d’évolution des consommations totales dans les réseaux électriques.

Dans l’hypothèse centrale de consommations totales d’électricité qui se stabiliseraient (Bilan Prévisionnel 2016) :

Figure :

Md€ de surcouts (>0) ou économies (<0) dans la somme des réseaux de gaz et

d'électricité

selon que la RE2018 déplace la construction neuve dans le sens PRO-ELEC ou PRO-GAZ

En fonction de l’hypothèse d’évolution des flux d’électricité nationaux

Conserver une RE2018 équilibrée constitue un optimum ;

S’en éloigner vers du tout-élec ou du tout-gaz coûterait 2,3 à 4,8 Md Euros


Conserver une réglementation environnementale équilibrée constitue un optimum dans un contexte de stabilisation des flux nationaux d’électricité

Résumé (2/2)

3

L’impact du neuf sur les coûts d’investissement et renforcement des réseaux dépend des hypothèses d’évolution des consommations totales dans les réseaux électriques :

TENDANCE (statu quo équilibré Elec/Gaz) constitue un optimum dans un contexte de stabilité générale des consommations électriques (+0% par an) :– PRO-GAZ : Déséquilibrer la réglementation thermique en faveur du gaz couterait 2,7 à 2,3 Md€ supplémentaires à la nation

– PRO GAZ couterait plus cher car il prend essentiellement des maisons individuelles (MI) élec en milieu à moyenne/faible densité, dont les coûts de raccordement en gaz coutent plus cher qu’un renforcement du réseau électrique.

– PRO-ELEC : Déséquilibrer la réglementation thermique en faveur de l’électricité couterait 3,0 à 4,8 Md€ supplémentaires à la nation

– PRO ELEC couterait plus cher car il prend essentiellement des logements collectifs (LC) gaz à bas coûts de raccordement en milieu urbain dense, pour lesquels les renforcements de réseau élec coûtent plus cher.

– Avec une hypothèse de diminution des consommations gaz hors neuf (-0,7% hors neuf) et une stabilité des consommations électriques.

PRO GAZ économise 0,6 à 1 Md€ dans un contexte de croissance générale de 0,3% par an des consommations électriques hors neuf– La bascule partielle du neuf vers le gaz permet d’éviter des surinvestissements dans le réseau élec, dans un contexte de croissance de celui-ci.

PRO ELEC économise 4,2 à 2,4 Md€ dans un contexte de décroissance générale de -0,35% par an des consommations électriques hors neuf– Les flux neufs élec supplémentaires n’engendrent pas de surcoûts de réseaux électriques. Il permettent d’éviter des coûts de branchement gaz.

Baisser de 20% les hypothèses de coûts de réseau électrique ne change pas les enseignements.

Impacts sur les émissions CO2

Les gains d’émissions de GES sont favorables au scénario PRO ELEC avec un gain de 1,1 à 2,4 MTCO2 par rapport à TENDANCE.

Toutefois le coût à la tonne évitée est de 62 à 222 €/TCO2– Investir les 3 à 4,8 Md€ économisés en autres actions de mitigation à coût inférieur de l’ordre de 40€/TCO2 permettrait de réduire les émissions françaises de 4 à 6

MTCO2 par an. Il semble également rationnel de rester dans le scénario TENDANCE sur le critère émissions si ces sommes sont allouées.

Copyright © 2016 Capgemini Consulting. All rights reserved.

Sommaire

4

Introduction, approche et hypothèses principales

Résultats principaux & enseignements

Résultats détaillés & analyses de sensibilité


Contexte et objectifs

Contexte et Objectifs

5

Afin d’inciter le secteur de la construction résidentielle à améliorer la performance énergétique dans les logements neufs, une nouvelle Réglementation Environnementale (ex-Réglementation Thermique) sera publiée en 2018.

Cette nouvelle Réglementation fixera les exigences qui s’appliqueront aux futures constructions résidentielles pour l’ensemble des usages thermiques (chauffage, eau chaude sanitaire et cuisson).

Les dernières Règlementations Thermiques ont eu pour effet de faire basculer les parts de marchés en neuf dans un sens ou dans l’autre : – La RT 2005 a été favorable au chauffage électrique

– La RT 2012 a rééquilibré les parts de marché en faveur du gaz

La RE 2018 va-t-elle occasionner de nouveaux mouvements?

La nouvelle réglementation, en comparaison à une situation équilibrée, peut impacter les équilibres sur deux points : – Quels impacts économiques sur la France en termes d’investissements à porter par la collectivité (réseaux de transport

et de distribution) ?

– Quels impacts environnementaux en termes d’émissions de CO2 ?


L’approche consiste à analyser deux scénarios PRO-ELEC et PRO-GAZ contrastés par différence avec un scénario TENDANCE équilibré

Points clés de l’approche

6

Le périmètre concerne :– Les flux de logements neufs électriques et gaz

– La consommation d’énergie dans le cadre des usages thermiques (chauffage, eau chaude sanitaire, cuisson)

– La période 2016 – 2035, soit 20 ans (résultats montrés ici – les résultats du modèle vont jusqu’à 2050 - 35 ans)

Le scénario TENDANCE EQUILIBRÉ suppose que la nouvelle Réglementation Environnementale conservera la proportion actuelle de nombre de logements neufs à chauffage électrique et de nombre de logement neufs à chauffage gaz

L’étude évalue l’écart de deux scénarios PRO ELEC et PRO GAZ avec le scénario TENDANCE– PRO ELEC est fortement favorable à l’électricité (tous les flux basculent vers l’électricité)

– PRO GAZ est fortement favorable au gaz (une majorité de flux basculent vers le gaz, sauf en zone non desservie par le gaz)

Les écarts sont calculés pour les investissements réseaux (Md€) et les émissions de gaz à effet de serre (MTCO2)– Les écarts d’investissements dans les réseaux sont proportionnels aux écarts de puissance appelée

– Les écarts d’investissements en termes de branchements des logements neufs sont proportionnels aux écarts de nombre de logements neufs construits

– Les écarts d’émissions de CO2 sont proportionnels aux écarts d’énergie consommée

Pour chaque scénario (PRO ELEC ou PRO GAZ) la situation nette du scénario pour la collectivité française est donnée par la somme des impacts sur les deux réseaux électriques et gaz– Les écarts peuvent jouer à la hausse ou à la baisse, de signes opposés pour le réseau électricité et pour le réseau gaz (non égaux a priori)

Les données utilisées sont issues de documents publics (CRACS, régulateur, opérateurs de réseaux, rapports divers) retraitées, extrapolées et mises en cohérence par Capgemini Consulting.


La logique de calcul part de l’écart de flux de logements neufs, et aboutit à l’écart de MTCO2 et à l’écart d’investissements dans les réseaux

7

Nombre de logements neufs / an

Invest. de renforcement du réseau (€ / kW)

Surface neuve totale (m2)

Surfaces moyennes (m2)

Consommation moyenne (kWh / m2)

Consommation additionnelle totale (TWh)

Puissance moyenne (kW / m2)

Puissance additionnelle totale (GW)

Emission de CO2

(CO2 / kWh)

Investissements Réseaux(Mrds €)

Emission de CO2

(Mt CO2)

Investissement de branchement (€ / log.)

Ecarts d’émissions de

CO2

Ecarts d’investissements

Logique de calcul

Ecarts de flux neufs


0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Tendanciel Gaz Electricité Pro-Gaz

Scénario pro-Gaz - bascule des logements Elec vers le Gaz 2016-2035

-

50 000

100 000

150 000

200 000

250 000

300 000

350 000

LC Electricité MI Electricité LC Gaz naturel MI Gaz naturel

0

1

2

3

4

5

6

7

Tendanciel Gaz Electricité Pro-Electricité

Scénario pro-Elec - bascule des logements Gaz vers l'Elec 2016-2035

0

1 000 000

2 000 000

3 000 000

4 000 000

5 000 000

6 000 000

7 000 000

Cumul 2035

Elec Gaz

Les flux neufs annuels du scénario TENDANCE sont conservés à 60% gaz et 40% électricité.Le scénario PRO ELEC fait basculer 3,9 millions de logements neufs vers l’électricité d’ici 2035Le scénario PRO GAZ fait basculer 1,6 millions vers le gaz d’ici 2035

8

Flux annuel

Scénario TENDANCE – Flux annuel de construction de logements neufs (2016-2050)

Scénario pro-GazScénario pro-Elec

- 3,9 m + 3,9 m - 1,6 m+ 1,6 m

En cumulé 2035 (en millions)

Flux actuel : 40% Elec. vs. 60% gaz

Flux PRO ELEC : 100% Elec. vs. 0% gaz

Flux PRO GAZ : Gaz : 95% des LC + 70% des MI


Les flux neufs annuels augmentent jusqu’en 2025 puis restent stables (avec une proportion gaz vs. électricité identique à la situation actuelle dans le scénario TENDANCE)Les surfaces par logement sont constantes dans le temps et entre scénarios

Hypothèses de flux neufs (TENDANCE, PRO ELEC, PRO GAZ)

9

Le rythme de construction de logements neufs passe de 348 825 logements / an en 2016 à un rythme de 400 000 logements / an entre 2025 et 2050

Le flux de logements neufs garde les répartitions actuelles suivantes :

– Equilibre entre électricité et gaz (exclu du périmètre : fuel, réseaux de chaleur, bois, autres énergies)

– Equilibre entre logements collectifs et maisons individuelles

– Déséquilibre entre électricité et gaz au sein des types de logements :

Par ailleurs, on observe que :– Il y a plus de logements à basculer du gaz vers l’électricité que de l’élec. vers le gaz :

– Tous les logements gaz sont basculables vers l’électricité

– Tous les logements électricité ne sont pas basculables vers le gaz.:• Tout client demandant à être raccordé à l’électricité y a automatiquement droit

• Seuls les clients situés dans les ZDG (zones desservies par le gaz) ont une forte probabilité d’être raccordés au réseau gaz (soit 95 % des logements collectifs et 70% des maisons individuelles)

Nous avons également fait l’hypothèse que les logements neufs sont mono-énergie : ils utilisent une énergie unique pour tous les usages thermiques (CH+ECS+CUI) et ce pour toute la période 2016-2050.

Hypothèses de nombre de logements :

LC MI

Elec 19% 52%

Gaz 68% 26%

Autres 13% 22%

Source : BatiEtude, 2014

Hypothèses de superficies des logements neufs (m2) :

1

2

Source : INSEE, CEREN (2014)

Total

Elec 32%

Gaz 51%

Autres 17%

Source : BatiEtude, 2014

LC MI

Elec 58 105

Gaz 70 110


Hypothèses flux de logements neufs : répartition en % entre gaz et électricité

Le scénario PRO ELEC favorable à l’électricité voit tous les flux neufs basculer vers l’électricité.A l’inverse dans le scénario PRO GAZ favorable au gaz, une petite partie reste en électricité

10

Logements neufs LC MI

Electricité 22 % 67 %

Gaz 78 % 33 %

Total flux neufs 100% 100%

Scénario TENDANCE équilibré (40% Elec, 60% gaz)Les parts de marché actuelles sont conservées à l’avenir

Logements neuf LC MI


Gaz 0 % 0 %


Scénario PRO ELEC :

Logements neufs LC MI


Gaz 95 % 70 %


Scénario PRO GAZ :

LC Logements CollectifsMI Maisons Individuelles

5% des LC et 30% des MI électriques ne peuvent basculer en gaz car ils sont situés hors zones desservies gaz

Un logement gaz peut toujours basculer en électricité


Les consommations en énergie primaires ont été calées à 50 KWhEP/m² (2016), 40 KWhEP/m² (2020) et 35 kWhEP/m² (2035)

Hypothèses de consommations et de puissances unitaires par m2

11

Dans les scénarios pro-électricité et pro-gaz, la consommation rapportée au m2 est prévue à la baisse pour la période 2016-2050, passant de 50 kWhEP/m2

en 2016 à 40 kWhEP/m2 en 2020, puis à 35 kWhEP/m2 en 2025 et ce jusqu’en 2050, tenant compte de :

– L’amélioration de chaque génération annuelle de bâtiment liées aux futures réglementations environnementales est prise en compte (isolation des bâtiments, rendement des appareils de CH, ECS et CUI aussi bien pour le Gaz que pour l’Electricité)

– La généralisation dès 2016 des pompes à chaleur (PACh) dans les logements neufs alimentés en Electricité, plus performant que les effets joule (EJ)

Consommation :

Energie finale annuelle relative à la surface (kWhEF / m2) :

Puissance de pointe rapportée à la surface (WattEF / m2) :

3

Puissances :4

0

5

10

15

20

25

Electricité - Consommation (kWh / m2)

Electricité CH Electricité ECS Electricité CUI

0

10

20

30

40

50

60

Gaz - Consommation (kWh / m2)

Gaz naturel CH Gaz naturel ECS Gaz naturel CUI

NB : à des fins de simplification, les ratios de consommation et de puissance rapportés à la surface sont supposés pour les LC et les MI égaux à la moyenne

0

2

4

6

8

10

12

14

Electricité - Puissance (W / m2)

Electricité CH Electricité ECS Electricité CUI

0

5

10

15

20

25

30

Gaz - Puissance (W / m2)

Gaz naturel CH Gaz naturel ECS Gaz naturel CUI

Source : modélisations Capgemini Consulting

Source : modélisations Capgemini Consulting


Hypothèses de traduction en puissances appelées en électricité et gaz, « normalisées à la pointe de janvier 2012 »

12

Puissance appelée en

kWEF équival. pointe Janv. 2012

kWhEF

/m²

kWEF

/logt

kWhEF

/m²

kWEF

/logt

kWhEF

/m²

kWEF

/logt

kWhEF

/m²

kWEF

/logt

Logement ELEC - CH ECS CUI 76 3,1 19 1,0 16 0,8 14 0,6

Elec CH 52 2,7 7 0,7 6 0,5 5 0,4

Elec ECS 17 0,1 6 0,1 5 0,1 4 0,0

Elec CUI 6 0,3 6 0,3 5 0,2 5 0,2

Elec SPE 34 0,4 34 0,4 28 0,4 23 0,3

Logement GAZ - CH ECS CUI 140 7,1 50 2,4 40 1,9 35 1,6

Gaz CH 116 6,1 28 1,5 20 1,1 16 0,9

Gaz ECS 16 0,6 14 0,6 13 0,5 13 0,5

Gaz CUI 9 0,3 8 0,3 7 0,3 6 0,2

2015 Parc ExistantNEUF

actuel

NEUF

2020

NEUF

2035

50 kWhEP/m² 40 kWhEP/m² 35 kWhEP/m²


Les hypothèses de coûts unitaires ont été construites par croisement de différentes sources et par calage bottom-up (coûts par km ou unités d’œuvre) et top down (budgets globaux notamment des CRAC comptes rendus d’activité des concessions)

Origination des coûts

13

L’investissement accru ou diminué dans les réseaux et les équipements concerne toute la chaîne du local au national (transport et distribution), pour la part qui excède les capacités existantes.

Les coûts d’investissements pour les réseaux Electricité et Gaz ont été estimés en ordres de grandeur et en coûts complets (achat, transport, étude et installation) tels que :

– Réseau de transport : méthode bottom-up, à partir d’évaluations de coûts par unités d’œuvre (km, unités, etc.)

– Réseau de distribution : utilisation des sources de comptes-rendus d’activité de concessions (CRAC) de GRDF et ERDF en milieu urbain et rural

Seul le raccordement au réseau de Gaz implique un surcoût d’installation de branchement et de compteurs ; en effet, tous les logements neufs sont déjà équipés d’un compteur et d’un branchement Electricité

Ces coûts sont supposés constants et non actualisés (prix 2015), et s’entendent en CAPEX hors OPEX

Les coûts sont ramenés aux kW « équivalent pointe 2012 » (102 GW en électricité et 160 GW en gaz)

– Pour l’existant : calcul des coûts à neuf pour tout le réseau, division par les « GW pointe 2012 » correspondant à chaque périmètre (T+D, D seule, Résidentiel seul)

– Pour le neuf futur : déformation de la pointe 2012 à partir des performances liées aux futures réglementations environnementales

– Cette « unité de dimensionnement » de la puissance permet d’assurer une cohérence dans le temps du dimensionnement des réseaux élec. et gaz.

Coût d’investissement pour renforcer la puissance du réseau (€/kW) et l’extension du réseau (€/branchement yc compteur) :5

Emission CO2 :7

Les hypothèses retenues pour le contenu en CO2 par kWh d’énergie finale, qui sont supposées constantes durant la période 2016 – 2050, sont les suivantes :

– Gaz : 243 g de CO2 / kWh (source : Base Carbone, année 2016, valeur PCI)

– Electricité : 400 g de CO2 / kWh (incrémental) , 200 g de CO2 /kWh, 150 g de CO2 / kWh (proxies de contenu horosaisonnier moyen pour des usages thermiques)

Redimensionnement des réseaux électricité et gaz naturel6

Le redimensionnement du réseau est uniforme : on conserve la même hypothèse de pourcentage de surdimensionnement à tous les niveaux du réseau (Transport et Distribution)

Deux méthodes sont utilisées :

– Evolution du réseau proportionnelle à l’évolution de la consommation

– Evolution du réseau par écrêtage : prise en compte de la capacité de réseau libérée par la baisse de consommation programmée (-0,35%/an pour l’électricité et -0,7% pour le gaz)


Hypothèses de coûts d’investissement et de renforcement des réseaux électricité et gaz liés à la mise en service de logements neufs

14

HYPOTHESE DE COUTS UNITAIRESpar kW équivalent pointe Janvier 2012

Modalités de prise en compte

Logement neuf ELEC LC MI

TRANSPORT €/kW 1 430 1 430 Selon croissance du scénario prospectif global

DISTRIBUTION €/kW 940 1 375 Selon croissance du scénario prospectif global

BRANCHEMENTS ET COMPTEURS €/logt 0 0 Non comptabilisé dans l’écart au scénario TENDANCE, car quel que soit le scénario PRO-ELEC ou PRO-GAZ un logement est toujours branché au réseau électrique

Logement neuf GAZ LC MI

TRANSPORT €/kW 130 130 Selon croissance du scénario prospectif global

DISTRIBUTION €/kW 120 210 Selon croissance du scénario prospectif global

BRANCHEMENTS ET COMPTEURS €/logt 120 Indiv.1000 coll.

2 500 Toujours pris en compte

Hypothèses de coûts €/logement et en €/kW équivalent pointe de janvier 2012


Hypothèses de coûts de branchement LC, MI et moyenne

Du fait de leur structure de flux LC / MI différente, les coûts moyens de branchement sont différents dans les deux scénarios PRO ELEC et PRO GAZ

15

LC – CH collectif

LC – CH individuel

LC – CH collectif LC – CH individuel MI – CH individuel

120 € 1 000 € 2 500 €

Coûts de branchementd’un logement GAZ

Coût moyen PRO ELEC

Coût moyen PRO GAZ

80% x 1/3 80% x 2/3 20%

35% x 1/3 35% x 2/3 65%

1 065 €

1 872 €


Sommaire

16





Légende :

Favorable à PRO GAZ

Favorable à PRO ELEC

Favorable au statu quo TENDANCE

( )( )

Liste des cas étudiés et résultats qualitatifs (couleurs)

Liste des cas étudiés : les résultats sont favorables au statu quo

17

• Choix de la référence : le cas à 0% de stabilité des consommations électriques globales de 2016 à 2035 a été choisi sur la base d’études UFE et Bilan Prévisionnel RTE

• NB : un scénario à +0,8% de consommation d’électricité ne fait aucune différence avec celui à +0,3%, en différentiel avec le scénario TENDANCE.

• Rappel des coûts de branchement gaz qui amènent à différencier les deux failles de cas 33% et 100% de logements collectifs en chauffage collectif :

N°Cas

4

1

2

3

N°Cas

4 bis

1 bis

2 bis

3 bis

LC – Collectif : 120 € LC – Individuel : 1 000 € MI : 2 500 €

Méthode au prorata

Elec positif, Gaz positif

Elec – 0,35%, Gaz -0,7%

Elec + 0%, Gaz -0,7%

Elec + 0,3%, Gaz -0,7%

MI + LC

Pour LC : 33% de CH collectif

MI + LC

Pour LC : 100 % de CH collectif

Hypothèsede référence


Liste des cas étudiés et résultats quantitatifs (Mrds € en +/- par rapport à TENDANCE)

Résultats chiffrésPRO-ELEC et PRO-GAZ plus chers que le statu quo TENDANCE pour l’hypothèse de référence

18

NB : le scénario à +0,8% de consommation d’électricité ne fait aucune différence avec celui à +0,3%, en différenciel avec le scénario TENDANCE.

PRO ELEC PRO GAZ PRO ELEC PRO GAZ

+ 1,1 + 0,5 + 2,9

- 4,2 + 2,7 - 2,4 + 2,3

+ 3,0 + 2,7 + 4,8 + 2,3

- 0,6 - 1,0+ 3,0 + 4,8

+ 0,1


N°ducas

4

1

2

3

N° ducas

4 bis

1 bis

2 bis

3 bis

MI + LC


MI + LC


MI + LC


MI + LC


Méthode au prorata


Elec – 0,35%, Gaz -0,7%

Elec + 0%, Gaz -0,7%

Elec + 0,3%, Gaz -0,7%

Légende :





Si les deux réseaux gaz et élec étaient en croissance, il faudrait prendre en compte tous les impacts à la hausse et à la baisse des scénarios PRO ELEC et PRO GAZ – ce qui ne favoriserait ni l’un ni l’autre (plus chers que le statu quo TENDANCE de 1,1 et 0,5 Md€)

19

4

Méthode au prorata : écarts d’investissements par rapport au scénario TENDANCE

Vs.

Scénario PRO ELEC Scénario PRO GAZ

Réseau électricité

Réseau gaz

+ 7,2Mrds €

- 1,9Mrds


Réseau gaz

+ 1,1Mrd

- 3,3 Mrds €

+ 0,5Mrd €

Réseaux

Branchements - 4,2Mrds €Les logements sont

toujours branchés à l’électricité, quelque soit leur mode de chauffage

Bilan global

+ 2,7Mrd €

+ 1,1Mrd €

3,9 M 1,6 M

ClientsDont 65% de MI


La méthode au prorata n’est

toutefois pas la bonne :

Les consom-mations sont

déjà en décroissance

dans le réseau gaz.

Le sens de l’évolution des

consommations d’électricité est incertain (Cf BP

RTE 2016)

Il faut une méthode

« écrêtée » qui examine chaque

cas


70

72

74

76

78

80

82

84

86

88

90

Puissance Electricité cumulée (2016 - 2035)

Niveau de 2016 Scénario Tendanciel

80

85

90

95

100

105

110

115

120

125

130

Puissance Gaz cumulée (2016 - 2035)


Hyp. d’évolution des puissances transitées dans les réseaux de distribution Elec et Gazentre 2016 et 2035 (DP résidentielle et non résidentielle)

Mais sur la période 2016-2035, l’hypothèse de référence des évolutions de consommation France du scénario TENDANCE est de 0% pour l’électricité et -0,7% par an pour le gaz(toutes choses égales par ailleurs sur l’existant, le tertiaire et le résidentiel)

20

GWElectricité

Gaz GW

Niveau de 2016=

TENDANCE

Hypothèses considérées :

Evolution de la consommation :– Stagnante

– Soit toujours 87 GW en 2035

Périmètre : toute la DP distribution publique – Clients BT (résidentiel et non résidentiel)

– Clients HTA

– Pertes D

Hypothèses considérées :

Evolution de la consommation :– - 0,7% * 125 GW = -0,9 GW / an

– Soit 109 GW en 2035

– Baisse de 16 GW en 20 ans

Périmètre : toute la DP distribution publique – Résidentiel

– Non résidentiel

Niveau de 2016

TENDANCE

Conso élec.+ 0%

NB : GW « équivalent pointe 2012 »

2


375

377

379

381

383

385

387

Electricité - Consommation annuelle en TWh (2016 - 2035)


Scénario Pro-Elec Scénario Pro-Gaz

240

250

260

270

280

290

300

310

Gaz - Consommation annuelle en TWh (2016 - 2035)



Volumes distribués via la Distribution publique (TWh)

On observe alors un besoin en puissance supérieur aux puissances transitées actuellement seulement sur le réseau électrique et seulement pour PRO ELEC

21

Electricité Gaz

Niveau de 2016Pro-Elec

Pro-Gaz

Pro-Elec

TENDANCE

Pro-Gaz

TWh

TWh

L’impact du scénario PRO GAZ est limité par la marge d’expansion en nombre de logements neufs (1,6 m pour le gaz vs. 3,9 m pour l’élec.)

Les volumes de gaz tendanciels sont à peine impactés par le scénario PRO GAZ NB : Seul le neuf résidentiel est pris en compte, toutes choses égales par ailleurs (industrie, tertiaire, …). Il n’est pas pris en compte

d’effet d’entraînement PRO GAZ sur l’existant.

Niveau de 2016=

TENDANCE

2

Conso élec.+ 0%


100

105

110

115

120

125

130

Puissance Gaz (écrêtée) Cumulé (2016 - 2035)



85

86

87

88

89

90

91

Puissance Electricité (non écrêtée)Cumulé (2016 - 2035)



85

86

87

88

89

90

91

92

Puissance Electricité (écrêtée)Cumulé (2016 - 2035)



100

105

110

115

120

125

130

Puissance Gaz (non écrêtée)Cumulé (2016 - 2035)



Seul PRO ELEC induit des renforcements de réseau électriques ; l’écart de puissance consommée est sans impact sur les autres investissements en renforcement de réseau(« écrêtage »)

22

Electricité

Gaz

Ecrêtage

Ecrêtage

GW

GW

GW

GW

Evolution des puissances consommées dans PRO ELEC, PRO GAZ, TENDANCE

Impact à la hausse ou à la baisse sur les renforcements réseau (GW)

ExistantTENDANCEPRO ELECPRO GAZ

Légende :

Pas d’impact réseau

mais des coûts de branchement au réseau gaz en

plus

Impact à la hausse pour

PROELEC

Pas d’impact à la baisse pour

PROGAZ

2

Conso élec.+ 0%


23

Ecarts d’investissements par rapport au scénario TENDANCE (Méthode avec écrêtage)

Après écrêtage et avec une croissance élec à +0%, PRO ELEC et PRO GAZ sont tous deux plus chers que le statu quo TENDANCE

Scénario PRO ELEC

Vs.

Scénario PRO GAZ


Réseau gaz


Réseau gaz

Réseaux

BranchementsLes logements sont toujours branchés à l’électricité, quelque soit leur mode de chauffage

Bilan global

- 4,2Mrds €

+ 2,7Mrds €

+ 2,7Mrds €

3,9 M 1,6 M



+ 7,2Mrds €

+ 3Mrds €

2

Conso élec.+ 0%


Au global dans un scénario de stabilisation des consommations d’électricité, le scénario TENDANCE constitue un optimum.

24

- 4,2

0,0

2,7

- 2,4

0,0

2,3


Si les flux d'électricité nationaux baissent

(TMCA élec -0,35%/an)



3,0

0,0 - 0,6

4,8

0,0

- 1,0 PRO-ELEC TENDANCE PRO-GAZ

Si les flux d'électricité nationaux augmentent(TMCA élec +0,35%/an)



Md€ de surcouts (>0) ou économies (<0) dans la somme des réseaux de gaz et d'électricitéselon que la RE2018 déplace la construction neuve dans le sens PRO-ELEC ou PRO-GAZ

3,0

0,0

2,7

4,8

0,0

2,3


Si les flux d'électricité nationaux se stabilisent

(TMCA élec 0%)




Emissions CO2 : impacts de l’écart au scénario TENDANCE

PRO-ELEC engendre moins d’émissions CO2 que TENDANCE, avec toutefois un coût à la tonne de 62 à 222€/TCO2 – cela peut justifier d’investir ces sommes dans des actions avec un meilleur ROI carbone en restant dans le scénario TENDANCE

25

2,0

-3,1

-1,1

Emission de CO2

(annuel)

-0,8

1,3

0,5

Emission de CO2

(annuel)

Hypothèses

Elec 400 gCO2/kWh

(CCGT incrémentale)

Gaz 243 gCO2/kWh

1,0

-3,1

-2,1

Emission de CO2

(annuel)

Hypothèses

Elec 200 gCO2/kWh

(Usage horosaisonnier, moyen)

Gaz 243 gCO2/kWh

-0,4

1,3

0,9

Emission de CO2

(annuel)

Hypothèses

Elec 150 gCO2/kWh

(Usage horosaisonnier, bas)

Gaz 243 gCO2/kWh

0,7

-3,1

-2,4

Emission de CO2

(annuel)

-0,3

1,3

1,0

Emission de CO2

(annuel)

Mode de calcul sur 40 ans 40 ans actualisés à 4%, équivalent à

20 ans. 1 Mt de CO2 annuels correspondent à

20 Mt de CO2 CUMAC (cumulés actualisés)

10 MTCO2 CUMAC en plus 18 MTCO2 CUMAC en plus 20 MTCO2 CUMAC en plus

Surcoût de PRO-ELEC par rapport à TENDANCE : 3 à 4,8 Md€

22 MTCO2 CUMAC évitées 42 MTCO2 CUMAC évitées 48 MTCO2 CUMAC évitées

PRO-ELEC

Réseau Elec - Cumulé

Réseau Gaz - Cumulé

Total Elec & Gaz

PRO-GAZ

Réseau Elec - Cumulé

Réseau Gaz - Cumulé

Total Elec & Gaz

Chaque tonne évitée coûte 136 à 222 €/TCO2



Surcoût de PRO-GAZ par rapport à TENDANCE : 2,3 à 2,7 Md€, avec un surcroît d’émissions

Quel est le juste facteur d’émissions pour des usages thermiques pour un parc français interconnecté à la plaque européenne dans les années 2020-2035 ?


Avec comme hypothèse de référence la stabilité des consommations France d’électricité, le meilleur compromis sur le neuf est de conserver une RE2018 équilibrée (scénario TENDANCE)

Enseignements

Dans un premier temps, en ne regardant que les coûts liés au redimensionnement du réseau, le gaz est avantagé par rapport à l’électricité. En effet, le différentiel de coûts de réseau par kW (hors branchements) est défavorable à l’électricitédans un facteur 1 à 10– Un effet paradoxal des pompes à chaleur est qu’avec 50, 40 et 35 KWhEP/m², elles permettent de moins isoler les logements élec. que les

logements gaz correspondants (deux fois plus d’énergie utile) – situation inverse de la situation historique

– Mais avec les pompes à chaleur, les logements élec. ont besoin de deux à trois fois moins de puissance que les logements gaz, même avec une COP dégradée en pointe de froid l’écart de coûts est réduit de 1 à 3

– La division par environ trois des puissances de pointe fait que les chaudières gaz collectif devrait prendre plus de parts que les chaudières individuelles.

Plusieurs facteurs équilibrent le niveau de coûts entre le gaz et l’électricité :– Le coût des branchements gaz :

• Les branchements gaz comptent pour environ 2 500 € par MI, 1 000 € par LC avec chauffage individuel, 120 € par LC avec chauffage collectif.

• On ne compte pas le coût des branchements électriques : tous les ménages les payent, quels que soient les scénarios

– La situation de départ (scénario TENDANCE) est favorable au gaz avec 60% des flux de logements neufs gaz (surtout en LC – elle est favorable à l’électricité en MI)

– La situation d’arrivée ne permet au gaz d’atteindre qu’environ 80% des logements neufs, du fait des zones non desservies gaz

La situation d’optimum au statu quo peut évoluer en faveur du gaz en faisant l’hypothèse que la demande d’électricité du secteur Résidentiel croîtra durant la période 2016 – 2035 en raison du changement des usages (ex. émergence des voitures électriques)

La situation d’optimum au statu quo peut évoluer en faveur de l’électricité en faisant l’hypothèse que la demande d’électricité du secteur Résidentiel décroîtra durant la période 2016 – 2035 en raison des progrès d’efficacité énergétique, d’une croissance molle et de la faiblesse de nouveaux usages.


Sommaire

27





Sommaire

28

Résultats détaillés

CH collectif : 33%

CH collectif : 100%

41 2 3

4 bis1 bis 2 bis 3 bis



Liste des cas

29



+ 1,1 + 0,5 + 2,9

- 4,2 + 2,7 - 2,4 + 2,3

+ 3,0 + 2,7 + 4,8 + 2,3

- 0,6 - 1,0+ 3,0 + 4,8

+ 0,1


N°ducas

4

1

2

3

N° ducas

4 bis

1 bis

2 bis

3 bis

MI + LC


MI + LC


MI + LC


MI + LC


Légende :




Méthode au prorata


Elec – 0,35%, Gaz -0,7%

Elec + 0%, Gaz -0,7%

Elec + 0,3%, Gaz -0,7%


100

105

110

115

120

125

130




100

105

110

115

120

125

130




75

77

79

81

83

85

87

89




Le scénario TENDANCE décroissant pour l’électricité et le gaz, ne permet pas de dépasser la puissance du réseau initiale, et ne demande donc pas d’investissement en plus dans les deux réseaux. Reste néanmoins l’investissement en branchements pour le gaz

30

Electricité

Gaz

Ecrêtage

Ecrêtage

GW

GW

GW

GW




Légende :

75

77

79

81

83

85

87

89




1

Conso élec.- 0,35%



plus

Pas d’impact


31


Scénario PRO ELEC

Vs.

Scénario PRO GAZ


Réseau gaz


Réseau gaz

Réseaux


Bilan global

- 4,2Mrds €

- 4,2Mrds €

+ 2,7Mrds €

+ 2,7Mrds €

Conso élec.- 0,35%

3,9 M 1,6 M



L’évolution France décroissante pour l’électricité et le gaz fait que l’on ne prend en compte que l’investissement en branchements pour le gaz, ce qui favorise PRO ELEC

Coûts de branchement au

réseau gaz en plus

Pas d’impact

1


100

105

110

115

120

125

130




85

86

87

88

89

90

91




85

86

87

88

89

90

91

92




100

105

110

115

120

125

130




Seul PRO ELEC induit des renforcements de réseau électriques ; l’écart de puissance consommée est sans impact sur les autres investissements en renforcement de réseau(« écrêtage »)

32

Electricité

Gaz

Ecrêtage

Ecrêtage

GW

GW

GW

GW




Légende :Conso élec.

+ 0%



plus

Impact à la hausse pour

PROELEC

Pas d’impact à la baisse pour

PROGAZ

2


33


En cas de stabilité des consommations France d’électricité (+ 0% Elec.), les scénarios PRO ELEC et PRO GAZ sont tous deux plus chers que le statu quo TENDANCE

Scénario PRO ELEC

Vs.

Scénario PRO GAZ


Réseau gaz


Réseau gaz

Réseaux


Bilan global

- 4,2Mrds €

+ 2,7Mrds €

+ 2,7Mrds €

Conso élec.flat +0%

3,9 M 1,6 M



+ 7,2Mrds €

+ 3Mrds €

2


85

87

89

91

93

95

97




100

105

110

115

120

125

130




100

105

110

115

120

125

130




85

87

89

91

93

95

97




Le scénario TENDANCE, croissant pour l’élec. et décroissant pour le gaz, implique de dépasser la puissance initiale du réseau uniquement pour l’électricité, et donc de prendre en compte les écarts d’investissements réseau à la hausse et à la baisse pour l’électricité.

34

Electricité

Gaz

Ecrêtage

Ecrêtage

GW

GW

GW

GW




Légende :Conso élec.+ 0,3%

3



plus

Investissement nécessaire dans

le réseau


35


Scénario PRO ELEC

Vs.

Scénario PRO GAZ


Réseau gaz


Réseau gaz

Réseaux


Bilan global

- 4,2Mrds €

+ 2,7Mrd €

Conso élec.+ 0,3%

- 3,3Mrds €

- 0,6 Mrd

3,9 M 1,6 M



+ 3Mrds €

+ 7,2Mrds €

Investissement réseau pour l’Elec.

L’impact des investissements réseau à la hausse (+7,2 Md€ en PRO ELEC) comme à la baisse (-3,3 Md€ en PRO GAZ) rend PRO GAZ plus intéressant pour la communauté

3


réseau gaz en plus


Si les deux réseaux gaz et élec étaient en croissance, il faudrait prendre en compte tous les impacts à la hausse et à la baisse des scénarios PRO ELEC et PRO GAZ – ce qui ne favoriserait ni l’un ni l’autre (plus chers que le statu quo TENDANCE de 1,1 et 0,5 Md€)

36

4

Ecarts d’investissements par rapport au scénario TENDANCE (méthode au prorata)

Vs.



Réseau gaz

+ 7,2Mrds €

- 1,9Mrds


Réseau gaz

+ 1,1Mrd

- 3,3 Mrds €

+ 0,5Mrd €

Réseaux



Bilan global

+ 2,7Mrd €

+ 1,1Mrd €

3,9 M 1,6 M




Sommaire

37

Résultats détaillés

CH collectif : 33%

CH collectif : 100%

41 2 3



Le passage à 100% de branchements collectifs en logement collectif gaz diminue les bénéfices de PRO ELEC et les coûts de PRO GAZ, mais PRO ELEC reste la meilleure solution si les consommations totales France d’électricité baissent (-0,35%)

38

Vs.



Réseau gaz


Réseau gaz

Réseaux



Bilan global

+ 2,3Mrds €

- 2,4Mrds €

+ 2,3Mrds €

Conso élec.- 0,35%

3,9 M 1,6 M

1 bis





réseau gaz en plus

Pas d’impact


39


Scénario PRO ELEC

Vs.

Scénario PRO GAZ


Réseau gaz


Réseau gaz

Réseaux


Bilan global

+ 2,3Mrds


- 2,4Mrds €

+ 4,8Mrds

+ 2,3Mrds

3,9 M 1,6 M



Le passage à 100% de branchements collectifs en logement collectif gaz augmente les pertes de PRO ELEC, diminue celles de PRO GAZ, mais ne change pas les conclusions (statu quo) si les consommations totales France d’élec sont stables (+0%)

+ 7,2Mrds €

2 bis


40

Vs.



Réseau gaz


Réseau gaz

Réseaux

Branchements - 2,4Mrds €

Les logements sont toujours branchés à l’électricité, quelque soit leur mode de chauffage

Bilan global

+ 2,3Mrds

Conso élec.+ 0,3%

- 3,3Mrds €

- 1Mrd €

3,9 M 1,6 M



Le passage à 100% de branchements collectifs en logement collectif gaz confirme PRO GAZ comme la solution préférable si les consommations totales France d’électricité augmentent (+0,3%)


+ 4,8Mrds

+ 7,2Mrds €

3 bis


Le passage à 100% de branchements collectifs en logement collectif gaz minimise l’impact des branchements gaz, mais cela ne change pas les conclusions (statu quo) si les consommations totales France d’Electricité et de Gaz augmentaient

41

Ecarts d’investissements par rapport au scénario TENDANCE (méthode au prorata)

Vs.



Réseau gaz

+ 7,2Mrds €

- 1,9Mrds


Réseau gaz

+ 1,1Mrd

- 3,3 Mrds €

Réseaux



Bilan global

+ 2,3Mrds €

+ 2,9Mrds €

3,9 M 1,6 M



+ 0,1

4 bis


Sommaire

42

Analyses de sensibilité

Sur les tableaux41 2 3


Sur le cas de référence 2



Rappel des résultats chiffrésavant analyse de sensibilité

43



+ 1,1 + 0,5 + 2,9

- 4,2 + 2,7 - 2,4 + 2,3

+ 3,0 + 2,7 + 4,8 + 2,3

- 0,6 - 1,0+ 3,0 + 4,8

+ 0,1


N°ducas

4

1

2

3

N° ducas

4 bis

1 bis

2 bis

3 bis

MI + LC


MI + LC


MI + LC


MI + LC


Légende :




Méthode au prorata


Elec – 0,35%, Gaz -0,7%

Elec + 0%, Gaz -0,7%

Elec + 0,3%, Gaz -0,7%



44



- 0,4 + 1,1 + 1,5

- 4,2 + 2,7 - 2,4 + 2,3

+ 1,5 + 2,7 + 3,3 + 2,3

+ 0 - 0,3+ 1,5 + 3,3

+ 0,7


Analyse de sensibilité - Une baisse des coûts de renforcement du réseau électrique de 20% ne change pas la conclusion que le statu quo TENDANCE est un bon compromis

MI + LC


MI + LC



MI + LC


MI + LC


N°ducas

N° ducas

4

1

2

3

4 bis

1 bis

2 bis

3 bis

Méthode au prorata


Elec – 0,35%, Gaz -0,7%

Elec + 0%, Gaz -0,7%

Elec + 0,3%, Gaz -0,7%

Légende :






45

4

1

2

3

4 bis

1 bis

2 bis

3 bis


+ 3,7 - 0,7 + 5,6

- 4,2 + 2,7 - 2,4 + 2,3

+ 6,1 + 2,7 + 7,9 + 2,3

- 2,1 - 2,4+ 6,1 + 7,9

- 1,1


Analyse de sensibilité - Une augmentation de la consommation de +10 kWh/m2

(Electricité & Gaz) ne change pas les conclusions, mais renchérit PRO ELEC 2, 3, 4 et améliore PRO GAZ 3, 4

PRO ELEC PRO GAZ PRO ELEC PRO GAZPRO ELEC PRO GAZ PRO ELEC PRO GAZN°ducas

N° ducas

MI + LC


MI + LC


MI + LC


MI + LC


Méthode au prorata


Elec – 0,35%, Gaz -0,7%

Elec + 0%, Gaz -0,7%

Elec + 0,3%, Gaz -0,7%

Légende :





Sommaire

46

Analyses de sensibilité

Sur les tableaux41 2 3


Sur le cas de référence 2


Analyse de sensibilité sur le scénario de référence (CH collectif 33%)Baisse des coûts de renforcement du réseau électrique de -20% reste favorable au Statu Quo TENDANCE

47

Vs.



Réseau gaz

+ 5,7Mrds €

3,9 M 1,6 M


Réseau gaz

- 4,2Mrds €

+ 2,7Mrds

2

Réseaux


Bilan global





+ 1,5 Mrd

+ 2,7Mrds


Analyse de sensibilité sur le scénario de référence (CH collectif 33%)Augmentation de la consommation de +10 kWh/m2 pour l’Electricité comme le Gaz reste favorable au Statu Quo TENDANCE

48

Vs.



Réseau gaz

+ 10,3 Mrds €


Réseau gaz

- 4,2Mrds €

Réseaux


Bilan global

+ 2,7Mrds

3,9 M 1,6 M

+ 6,1Mrd €





+ 2,7Mrds

2


Contacts

Alain CHARDON, Directeur Transition Energétique, [email protected]

Ali HABI, Consultant, [email protected]

49

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

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