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16 février 2011

Feuille de route vecteur gaz

à horizon 2030- Quels usages des gaz ?

- Quels gaz dans les conduites ?

- Quel réseau de distribution ?

Consommateurs (1/4) – le bâtiment / la villeRéduction des besoins et meilleure efficacité en résidentiel-

tertiaire pour le chauffage et l’eau chaude sanitaire

• Feuille de route pour les

solutions gaz en résidentiel-

tertiaire

– Production combinée chaleur

/ électricité

– Energie renouvelable en

direct (pompe à chaleur gaz)

ou par couplage gaz / EnR

(solaire thermique ou

photovoltaïque)

• En plus de l’efficacité des

solutions individuelles,

optimisation globale à

l’échelle des quartiers

– Récupération de la chaleur

des eaux usées par exemple

2

1990 2000 2010 2020

Couplage EnR(solaire thermique, photovoltaïque…)

10%

0%

20%

30%

40%

50%

Pile à combustible

Pompe à Chaleur moteur gaz

Ecogénérateur Stirling

Pompe à Chaleur absorption

Mini Cogénération

Économies d’Énergie primaire par rapport à une chaudière Standard

Chaudière basse température

Chaudière standard

Chaudière à condensation

PAC hybride

Consommateurs (2/4) – l’industrieL’usine de demain : optimisation globale procédés –

chauffage et nécessité de traiter les effluents

• Les industriels développent des approches globales « procédés

– utilités – chauffage des locaux » d’où une hausse de l’efficacité

• L’enjeu de demain : la réduction des effluents (solides, liquides

et gazeux) sous la contrainte réglementaire, notamment pour les

procédés haute température où les combustibles ne sont pas

substituables (aciéries, fours verriers…)

– A court terme, post-traitement des effluents sur les procédés

existants avec nouvelle consommation d’énergie (incinération,

traitement des NOx et des SOx…)

– A long terme, utilisation de combustibles plus propres, notamment

plus de gaz naturel

3

16%

32%

16%

3%

4%

29%Combustibles minéraux solides

Gaz de réseau

Produits pétroliers

Bois et sous-produits du bois

Autres combustibles

Electricité

Industrie : mix

énergétique en 2009

(DGEC)

Consommateurs (3/4) – la mobilitéLes carburants gazeux : un décollage possible grâce aux

évolutions du triptyque infrastructure-véhicule-carburant

• Le développement des villes durables implique des

transformations de l’infrastructure de transport favorable à des

conversions de combustible : bus, autopartage…

• Véhicule à carburant gaz ou hybride gaz complémentaire du

véhicule électrique : mobilité des personnes longue distance,

transport de marchandises, usages intensifs (taxi, bus…)

– En France : 10 000 véhicules légers, 2 200 bus, 750 bennes à ordure

ménagères roulent au Gaz Naturel Véhicule (GNV)

• Le carburant gazeux seul ou combiné (dual-fuel) apporte déjà une

solution aux problèmes majeurs de la pollution urbaine

– Pas d’émission de particules, 10 fois moins de NOx qu’avec le diesel

– Compatibilité dès aujourd’hui aux normes Euro VI appliquées en

Europe à partir de 2015

• Le biométhane carburant est un carburant renouvelable déjà

mature, qui présente des rendements supérieurs aux carburants

liquides de 2e génération qui ne seront pas disponibles avant 2020

Consommateurs (4/4) – l’électricité Développement de la production décentralisé et des effacements

5

• Développement de la production

décentralisée d’électricité en hiver, en

complément du parc nucléaire

– Rendement inégalé supérieur à 80% de

la cogénération contre 50% pour les

cycles combinés gaz naturel,

– Production au plus près des besoins qui

évite pertes électriques et thermiques

• Capacité du gaz à gérer la pointe

électrique en offrant des solutions

d’effacement

– Pompe à chaleur hybride = petite

pompe à chaleur électrique intégrée à

une chaudière à condensation

– Capacité de s’effacer pendant les

vagues de froid (quelques heures à

plusieurs jours)

0

10 000

20 000

30 000

40 000

50 000

60 000

70 000

80 000

90 000

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51

MW

Production et importation année 2008/2009

Hydraulique Nucléaire Charbon + Gaz Cogénération Fioul

0

10

20

30

40

50

60

Production d'électricité brute hebdomadaire moyenne d'un écogénérateur(kWh)

Production

moyenne d’un Ecogénérateur (kWh/semaine)

Puissance

hebdomadaire moyenne

(MW)

Chaudière gaz PAC élec

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Feuille de route vecteur gaz

à horizon 2030- Quels usages des gaz ?

- Quels gaz dans les conduites ?

- Quel réseau de distribution ?

Gaz acheminés (1/3) – gaz naturelDes ressources disponibles et diversifiées avec la révolution des

gaz non conventionnels

7

Unconventional gas potential

Global gas in place by region, Tcm

90

25

112

20

CBM

Tight gas

Shale gas

Conventional gas

020

70

122

255049

175

241

20 10

13

60

040

13

85

40

110

108 10 15

Europe

FSU

Middle East &North Africa Asia/ Pacific

Sub-Sahara Africa

Latin America

North America

Unconventional gas (UG) reserves cannot be easily estimated because of a lack of knowledge: UG only

developed in some parts of

the world & technology yet to

be transferred to other areas.

Lower recovery rate for UG (currently typically

10 to 30% for UG versus 70%

for conventional gas)

• Réserves entre 120 et 250 ans à consommation actuelle (AIE)

8

Gaz acheminés (2/3) – biométhaneGaz EnR: méthanisation mature – gazéification en

développement

• Décret et arrêté injection en cours de rédaction pour publication fin 1er

semestre 2011 – GrDF mobilisé pour définir les prescriptions techniques,

instruire les dossiers de demande et assurer le raccordement des installations

9Potentiel estimé :

Méthanisation

déchets ~180 TWh

Méthanisation des

algues : à évaluerGazéification bois

~70 TWh ++

Gaz acheminés (3/3) – toujours plus vert Un réseau qui incorporera de plus en plus de renouvelable

• Et à long terme le biométhane à partir d’algues et l’injection d’hydrogène, à

condition de trouver une source d’énergie primaire non polluante pour produire

l’hydrogène

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Feuille de route vecteur gaz

à horizon 2030- Quels usages des gaz ?

- Quels gaz dans les conduites ?

- Quel réseau de distribution ?

1111

Réseau de distribution (1/3) – « smart meters »Des compteurs évolués au service des consommateurs

• Des « smart meters » : des

compteurs communicants

généralisés pour l’ensemble

des sites consommateurs

– Meilleure gestion de l’amont

– En aval, plus d’information

pour les consommateurs

Compteur

gaz

Module radio Répéteur Concentrateur SI d'acquisition

national

Transmission

radioGPRS

+

1 module radio fixé sur

chaque compteur ou à

proximité.

Transmission

radio

Des répéteurs (ou relais)

fixés sur des poteaux,

des candélabres, …

Des concentrateurs,

À l’échelle du quartier

• Opération pilote en cours sur 20 000 compteurs. Objectifs : définir le

cahier des charges techniques et mener l’étude économique pour éclairer

la décision publique sur la pertinence de leur généralisation

ETAMPES

91 – Ile de

France

ELSTER

22 956 Hab.

5 170 clients

ST GENIS LAVAL

PIERRE BENITE

69 – Rhône Alpes

PANASONIC

20 622 +

10 093 Hab.

4 058 +

1 800 clients

AUCH

32 – Midi

Pyrénées

ONDEO

Systems

22 801 Hab.

6 294 clients

St-OMER

62 - Nord Pas de Calais

ITRON

15 800 Hab.

4 923 clients

1212

Réseau de distribution (2/4) – « smart pipes »Un réseau mieux observé et mieux conduit aux bénéfices de la

sécurité et de l’environnement

• Des « smart pipes » : Un réseau de

distribution gaz actif

– Un réseau mieux surveillé et observé

pour assurer la qualité de service et la

sécurité

– Un réseau télé-exploiter, avec

davantage de régulation automatique,

pour permettre notamment l’injection de

biométhane sans conséquence pour les

consommateurs

– Optimisation de la sécurité et réduction

des impacts environnementaux par la

maîtrise du stock en conduite

Réseau distributionprimaire

Réseau transport

PITD

Compteur intermédiaire

ChromatographeSpectromètre

Sonde de température

Manomètre

Producteur biométhane

Sonde de température

1313

Vision association HESPUL de l’optimisation

sur un territoire

Réseau de distribution (3/3) – « smart networks »L’optimisation globale des infrastructures locales

• Le « smart-pipe » gaz et les

technologies associées doivent être

pensés en interaction avec

l’ensemble des réseaux urbains :

– Effacement pour les « smart-grid »

électrique,

– Complément des réseaux de chaleur

– Valorisation énergétique des réseaux

d’eaux usées

– Synergie avec les réseaux télécom

• Optimisation globale des actifs des

collectivités locales

Réseau de

chaleur

Réseau

gazierRéseau

électriqueTransportTransport

gazéificationbiogaz

éolien

Distribution

Distribution

hydraulique

géothermi

e

hydrolyse

cogénération boi

schaufferies

photovoltaïque

Consommation

TERRITOIRE

Conclusion sur le vecteur gaz à 2030Le réseau fera le lien entre l’évolution des consommateurs et

l’évolution des gaz acheminés. Le distributeur GrDF s’y prépare

14

Evolution des gaz acheminés

• Gaz naturel et non conventionnels

• Biométhane issu de méthanisation ou gazéification

• A plus long terme algues et hydrogène

Evolution du réseau

• « Smart meters »

• « Smart pipes »

• « Smart networks »

Evolution des consommateurs

• Bâtiment basse consommation et à énergie positive

• Ecoquartier

• Usine de demain

• Mobilité durable

• Production décentralisée

• Le distributeur de demain sera en charge d’un réseau de distribution

avancé, capable d’acheminer des gaz « verts », au service de

collectivités et de consommateurs finaux plus exigeants

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Le gaz : un avenir

technologique mais des

conditions de développement

à conforter

Le réseau de gaz : un investissement à

disposition de la collectivité

16

• La collectivité a consenti à un investissement important dans des

infrastructures gazières performantes et un réseau de distribution étendu

– 9 423 communes desservies

– Près de 80% de la population française

• Réseau sous-utilisé : marges importantes de croissance sans coûts

supplémentaires car très peu de congestion

– Un réseau avec une capacité d’accueil importante (technologie 4 bars) amplifiée par la baisse des consommations unitaires

• Le développement de l’électricité pour le chauffage implique des

investissements coûteux :

– Moyens de pointe et importations croissantes en hiver

– Congestion en PACA et en Bretagne

– Renforcement du réseau de distribution

Cette compétitivité pour la collectivité n’est

pas perçue par le consommateur

• La compétitivité du gaz naturel pour la collectivité est masquée par trois

mécanismes actuellement défavorables au gaz naturel

– Une réglementation RT2005 est défavorable au gaz naturel

– Des mécanismes tarifaires en défaveur du gaz

– Des mécanismes incitatifs qui ne portent pas sur les systèmes gaz performants : pas de crédit d’impôt pour les chaudières à condensation dans le neuf par exemple.

• Un marché déséquilibré en défaveur du gaz naturel distribué

Historique des parts de marché en maison individuelle diffuse construite dans les

communes desservies en gaz

Rééquilibrer le mix énergétique

• Si la situation du gaz s’améliore dans le neuf groupé, l’érosion s’amplifie

dans l’existant et le diffus: en 2010, GrDF a perdu 70 000 clients, le gain

de client ne permet plus de compenser les désabonnements :

• En construction neuve, les promoteurs et bailleurs sociaux anticipent avec le

label Bâtiment Basse Consommation la future RT2012,

• Mais dans l’existant, GrDF constate une désaffection des clients qui optent

principalement pour l’électricité.

• De ce fait, la sensibilité de la consommation électrique française à la

température ne cesse d’augmenter

– RTE indique que le gradient thermique est passé de 2 100 MW/°C en 2008 à 2300 MW/°C en 2010 d’après, contre 1600 MW/°C en 2000

• Un rééquilibrage du mix énergétique est indispensable pour l’optimisation environnementale et économique des infrastructures énergétiques

> Les solutions Gaz Naturel ENR sont une vraie opportunité