Soutenance mémoire
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L’hydroélectricité : un bassin surexploité et une production vouée à diminuer.
Cette production couvre plus de 60% des besoins électriques du pays. Avec ses 1273 exploitations, le pays cumule presque 102 GW de potentiel énergétique. Cela représente 64.16% de l’énergie totale produite par le pays.
Dans le Nordeste, la production hydroélectrique était de 23,75 TWh en 2016, d’après BEN1. Le bassin principal exploité est celui de Sao Francisco. Long de 634 000km², soit 1/10 du territoire français, couvre 7.5% du territoire brésilien.
Quand on regarde les données de l’ONS, le bassin Sao Francisco permettait de couvrir jusqu’à 70% des besoins en électricité, une longue sécheresse en 2012 a entraîné une baisse de la production au point de ne pouvoir couvrir que 42%, 39%, 31% puis 25% pour les années respectives 2012, 2013, 2014 et 2015. Ce manque a été compensé par l’importation d’électricité d’origine fossile.
Comme l’explique Marengo dans son mémoire (2012), aujourd’hui il est exploité au maximum. 15 infrastructures sont installées le long de ce bassin, dont deux parmi les plus importantes du Brésil : le complexe Paulo Alfonso et l’usine Xingo. Ces exploitations totalisent une capacité de production de 11,966 GW.
Selon Lucena (2009), les tendances observées par l’ONS (illustrées par le schéma ci-dessus) ne devraient pas changer puisque les prévisions météorologiques estiment une augmentation de 4 à 5°C d’ici 2070 et une réduction de la pluviométrie de 25 à 50%. Cela va provoquer d’importantes sécheresses et donc une réduction de la production d’hydroélectricité.
Pieter de Jong (2009) confirme avec des estimations affirmant que l’hydroélectricité ne pourra plus répondre qu’à 10-15% des besoins d’ici 2030. Pour que l’alimentation électrique du Nord-Est reste majoritairement d’origine renouvelable, il est nécessaire de diversifier les sources d’approvisionnement pour pallier la perte d’hydroélectricité.
L’hydroélectricité possède un rôle aujourd’hui essentiel à l’approvisionnement électrique du Nordeste. Toutefois le bassin principal est déjà exploité au maximum, et le changement climatique va indéniablement réduire la production.
L’enjeu pour la région est donc de mettre en place des sources complémentaires pour parer cette baisse de production et continuer à diversifier la matrice électrique.
La biomasse et le biogaz : des installations urbaines actuellement incompatibles.
D’après les définitions de actu-environnement, la biomasse est définie par l’ensemble de la matière organique végétale ou animale. Cette matière contient une forte proportion de méthane (50% en moyenne), et possède donc un fort potentiel calorifique et énergétique.
Le processus pour créer le biogaz copie la méthanisation qui est la dégradation naturelle de la matière organique en gaz dans des conditions quasi anaérobies (sans oxygène).
La biomasse est utilisée essentiellement pour produire de l’énergie thermique. Celle-ci peut être gazeuse ou transformée en électricité. En moyenne, chaque m^3 de biogaz possède un pouvoir calorifique de 6kWh. La conversion en électricité ne produit que 2kWh et le reste est transformé en chaleur (pertes).
Il est donc intéressant de penser à la cogénération qui permet de récupérer la chaleur perdue pour l’utiliser en tant qu’énergie thermique tout en produisant de l’électricité.
D’après l’Agence Nationale de l’Energie ELectrique (ANEEL), le Brésil produit 42.8 GW d’énergie thermique, dont 8.82% sont issus de la biomasse.
Le Nordeste produit à lui tout seul 24% de l’énergie thermique issue du biogaz, soit 904MW. La source de cette biomasse est principalement la canne à sucre. Malheureusement il nous a été impossible de trouver le pourcentage d’exploitations utilisé pour produire cette biomasse. Nous ne savons pas quel est le potentiel total de l’exploitation de la canne à sucre dans le Nordeste.
Nous savons que l’électricité produite par les cannes à sucre s’élevait à 2 320 GWh en 2016, selon BEN.
UNE POLITIQUE GOUVERNEMENTALE INCITATIVE
Comme vu dans l’introduction, le Brésil possède une politique de diversification de sa matrice énergétique, qui s’est traduit par le programme PROINFA en 2002. Suite à cela, le Ministère des Mines et de l’Energie a établi la Seconde Loi de l’Energie de Réserve. Cette loi promeut l’installation de l’équivalent de 1805MW dans tout le pays, dont 390MW dans l’Etat de Bahia. Ces réformes ont permis l’installation d’entreprises de fabrication d’éoliennes et de faire baisser le prix du marché éolien brésilien. Aujourd’hui, quand on regarde les données de l’ANEEL, on compte 731 sites d’implantations éoliennes dans le Brésil construits ou en constructions.
Depuis ces décisions, l’Etat de Bahia est devenu un pôle majeur pour le pays en gestion de l’énergie éolienne. Ainsi entre 2009 et 2013, des contrats de plus de 2GW ont été signé.
Pour permettre l’implantation de ces nouveaux projets, le gouvernement brésilien a réalisé plusieurs études. La plus récente et la plus complète est L’Atlas Eolien de Bahia de 2013. Ce document visait à remettre à jour une étude réalisée par la Compagnie Electrique de l’Etat de Bahia (COELBA) réalisée en 1994. Ainsi cette version étudie les vitesses jours/nuits des vents selon des hauteurs différentes, calcule les incertitudes, fait des simulations, diversifie plus ses données que l’ancienne version.
Ainsi ressort de cette étude que Bahia possède véritablement un potentiel éolien non négligeable : vents adéquats, zones prometteuses.
Le photovoltaïque : potentiel unique trop peu étudié.
D’après l’Atlas Solar de Bahia 2013, le Nordeste possède les moyennes de radiations solaires les plus importantes du Pays : 5.9kWh/m² (en France, elle se situe autour de 3.5kWh/m²). Un réseau de panneaux solaires dans les zones urbaines pourrait répondre la demande électrique liée à la climatisation. Cela est dû à sa position géographique entre l’Equateur et le tropique du Capricorne et à la faible pluviométrie.
D’après l’ANEEL, seuls 15MW d’électricité photovoltaïque étaient connectés au réseau national avant 2013, mais que des contrats de 2180MW ont été signés durant les deux années suivantes. Il est aussi intéressant de relever que le Nord-Est possède d’importantes ressources en silice, qui est un matériau utilisé pour la création de panneaux photovoltaïque.
Ainsi le Nordeste possède un important potentiel photovoltaïque. Mais ce potentiel pour la production d’électricité reste majoritairement inexploré, à l’exception de quelques petits systèmes dans les zones reculées. La production d’énergie photovoltaïque n’est pas autant étudiée que pour l’éolien, ainsi les données sont plus rares et difficiles à trouver. On sait qu’il y a au Brésil 150 sites d’implantations photovoltaïques en construction ou déjà construits et que le Nordeste a produit la moitié de l’énergie photovoltaïque du brésil en 2016 soit 40GWh3.
. La capacité associée varie selon les sources. Nous estimons que l’incertitude des données est en partie due à l’existence de nombreuses installations photovoltaïques ponctuelles dans les régions rurales/isolées. Selon les études certaines apparaissent, d’autres non.
Ainsi, en plus de pouvoir être un leader en termes d’énergie éolienne, le Nordeste a largement les possibilités de devenir un leader de la production d’électricité photovoltaïque.
Malheureusement on observe encore un coût élevé pour les importations de matériel nécessaire ainsi qu’un manque d’initiatives gouvernementales. En effet, il existe quelques subventions, incitations fiscales, mais cela reste faible, et il n’existe pas de prix définis pour le développement d’énergies solaire ou éolienne.
Mais en 2012, l’ANEEL a approuvé une loi qui autorise le consommateur à avoir des micro/mini sources d’énergies renouvelables connectées au réseau national, et à échanger cette énergie contre des crédits avec le distributeur local.
En définitive, nous pouvons résumer les chiffres clés concernant la production d’électricité dans le Nordeste dans le tableau ci-dessous. Ces données vont ensuite être insérées dans notre toaster.
La consommation électrique : une énergie d’avenir.
En 2016, d’après « le bilan énergétique nationale », la consommation électrique brésilienne s’élève à environ 133 TWh, soit 46% de la consommation totale d’énergie dans le secteur résidentiel. La région Nordeste est la deuxième région plus consommatrice d’énergie électrique du Brésil, représentant 20.2% de la consommation totale. En 2016, environ 27 TWh ont été consommé au sein du secteur résidentiel, dont près de 7 TWh par l’Etat de Bahia.
Une consommation électrique miroir de la situation économique du pays.
Le secteur résidentiel représente près de 22% de la consommation finale d’énergie électrique au Brésil, après l’industrie (46.7%). D’après la figure 8, la consommation finale d’énergie électrique est en constante augmentation jusqu’en 2013. Cependant aujourd’hui elle tend à diminuer. Pour comprendre cela, il est bon de lier l’évolution de la consommation d’électricité à celle de la société. Entre le milieu des années 1980 et 1994 le Brésil a connu une faible croissance : il a subi de grandes hyperinflations où le pays enregistrait un taux d’inflation moyen d’environ 1 % par an. Les salaires n’ayant pas été réajustés, les familles ont perdu leur pouvoir d’achat, ce qui a limité leur consommation.
Dès 1993, PROCEL5 a développé un programme national visant à « guider le consommateur dans l’acte d’achat, en lui indiquant des produits qui présentent les meilleurs niveaux d’efficacité énergétique dans chaque catégorie, permettant ainsi de réaliser des économies sur leur facture d’électricité. » Les équipements considérés efficaces, sont classés et labellisés avec l’étiquette « A ». Cependant, une grande partie de la population ne connait pas ce processus. Dans un sondage mené par PROCEL en 2005, interrogeant plus de 10 000 consommateurs, plus de la moitié (53,2%) ont répondu ne pas connaître le label PROCEL. Dans le même sens, l’année suivante, en 1994, un plan économique est lancé : le Plan Real. Il favorise le crédit et la réduction de l’inflation. Il créer une augmentation des ventes d’appareils électroménagers. L’effet est immédiat : la consommation électrique dans les ménages augmente directement. A partir de ce moment, typique pour un pays émergent, le Brésil s’est développé très vite. Avec plus de pouvoir d’achat, les brésiliens peuvent se permettre plus de confort. Les nouvelles manières de vivre et de travailler font que, de plus en plus, ils font l’acquisition d’un ordinateur, d’équipements électriques… D’où l’impact direct sur la consommation électrique.
La chute de la consommation en 2001, s’explique par la grande crise de rationnement de l’électricité. Provoquée par une importante sècheresse, la production d’électricité par les centrales hydroélectrique a été bloquée. Ainsi, entre le milieu de l’année et le début de 2002, le gouvernement fédéral a posé l’objectif de réduire la demande d’électricité de 20%.
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Table des matières
Introduction
I- La production d’énergie renouvelable du Nordeste : riche mais des potentialités insuffisamment exploitées.
A. La production de gaz et d’autres combustibles
B. Les énergies renouvelables
1. L’hydroélectricité : un bassin surexploité et une production vouée à diminuer
2. La biomasse et le biogaz : des installations urbaines actuellement incompatibles.
3. L’éolien : un énorme potentiel à exploiter.
4. Le photovoltaïque : potentiel unique trop peu étudié.
II- Vers une maitrise de la consommation énergétique.
A. La consommation électrique : une énergie d’avenir.
1. Une consommation électrique miroir de la situation économique du pays.
2. L’électricité : une énergie consommée sans limite.
B. Le gaz : une énergie encore beaucoup consommée par les ménages.
1. Le Gaz de Pétrole Liquéfié, un gaz utilisé pour cuisiner.
2. Vers un avenir incertain
C. Vers une disparition du bois de chauffage dans les ménages Brésiliens.
D. Vers un avenir énergétique prometteur
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