WWaatteerr aanndd eenneerrggyy iinntteerraaccttiioonnss :: aann aapppprrooaacchh aatt tthhee ddiiffffeerreenntt ssccaalleess
SSeelleecctteedd eexxaammpplleess aanndd ccaasseess iinn ddeevveellooppmmeenntt iissssuueess
JJeeaannFFrraannççooiiss BBoonnnneett JJeeaannffrraannccooiiss..bboonnnneett@@uubboorrddeeaauuxx11..ffrr
Tribuna del Agua – Zaragoza, 2 sept. 2008 – ST9 Agua y Energia 1 – 3 sept. 2008
SSuummmmaarryy • Introduction
– Context and water – energy issues – Typical issues in water energy nexus, vs developing countries – Method
• Model systems description • Evaluation of water ans energy fluxes
• Energy for water – A few key figures – A case study of enerrgy for water supply and irrigation
• Water for energy
–– A few key figures
Water for food and biomass production
• Water for Bioenergy : which interactions ?
• Biogas, one of the solutions for fueling developing countries ?
IInnttrroodduuccttiioonn:: ssiittuuaattiioonn eett pprroobblléémmaattiiqquueess eaueauéénergienergie
Water : 750 m3/yr/inhab.Energy : 1,5 toe/yr/inhab.
Coal and gas production, 1970 - 2007
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
1970
19
73
1976
19
79
1982
19
85
1988
19
91
1994
19
97
2000
20
03
2006
Mto
e/y
r
Natural Gas
Coal
1950 1975 2002025 2050
PID
PVDCUMUL
0
2
4
6
8
10
19981998
PPooppuullaattiioonn :: gglloobbaall,, ddeevveellooppeedd,, ddeevveellooppiinngg BBBBiiiirrrrtttthhhh rrrraaaatttteeee
((((%%%%))))
Each day, +200,000 inhabitants
tttteeeemmmmppppssss GGGGrrrroooowwwwtttthhhh rrrraaaatttteeee
((((%%%%))))
10
0
2
4
((((GGGGhhhhaaaabbbb))))
8
6
CUMUL PVD
1950 PID
Death
rate
Population
e
Populatio
Death
rat
n
Death
rate
Population
Death
rate
Population
1975 200 2025 2050
EnergyEnergy, population and, population and developmentdevelopment
Les "sauts technologiques" et l'évolution de la population mondiale (100 ans, +5 milliards hab.) 1E+10
1E+9 Population mondiale et dimension des plus
importants groupes humains ou agglomérations
(hab)
1
10
100
1 000
10 000
100 000
1 000 000
10 000 000
100 000 000
1E+5 1E+6 1E+7 1E+8 1E+9 1E+10
Population mondiale (hab)
Dim
en
sio
n m
axim
ale
des g
rou
pes
hu
ma
ins (
hab
)
Rome100
Pékin1800
Londres1900 NewYork1950
Tokyo1990
Athènes-500
Cnossos-2000
4
3 1
Paléolitihique : chasse-cueillette, pierre taillée
2 2
pRévolution mésolithirémices de l'élevag
que : progrès dans e et de l'agriculture
la pierre taillée,
1 3
4 Révolution industrielle
Révolution néolithiqagriculture et élevage
ue : pierre polie,
1E+8
1E+7
1E+6
1E+5 1 000 000 100 000 10 000 1000 100 10 1
passé années
outil agriculture industrie
Adapté librement de Dewey (dans Duvigneaud, 1980) données : Mata et Belbéoch (1986), Population Information network
• Energie (1850présent): – levier de l’aménagement et de la mobilisation des ressources
(sols, eau, biomasses, …) – Libère des ressources (biomasse, sols) – Interaction « Energie ⇔ population »
WWaatteerr aanndd eenneerrggyy nneexxuuss :: sseelleecctteedd ddeevveellooppeedd aanndd ddeevveellooppiinngg ccoouunnttrriieess
Energie pour la production d'eau
Part de la consommation d'énergie
Pays Eau pour la production d'énergie
Part des prélèvements
Primaire Electrique
France 50,6% 1,6% 3,4%
USA 41,9% 1,6% 4,3%
Arabie Saoudite
20,3% 3,7% nd
Chine 14,9% 1,7% 5,5%
Inde 3,1% 8,9% 30,5%
TTyyppiiccaall iissssuueess iinn wwaattggeerr eenneerrggyy nneeuuss
• Stakes for development – interaction problems to be solved for better development
• Target for technicoeconomical optimisation – Known solutions, financial resources can be gathered : a matter of
willingness and time…
• Opportunity for innovation – New problems need new methods, approaches, actors,… to be solved
• Leverage effect – Ex : Improvement on water improves, or not, enerrgy impact…
• New entry in a known problem – Ex : water competition, etc. : searching to solve energy problems can
help to have other arguments and find new solutions…
WWaatteerreenneerrggyy nneexxuuss iinn ddeevveellooppiinngg ccoouunnttrriieess
• The share of energy use in water supply can be very high(e.g. 48% in Rajahstan)
• Energy supply, depnding on the countries, is rapidlychanging
• Development pathways are not written (not all of them, notdefinitely)
• Water requirements are important, for vital needs (watersupply, food production)
• Means for protecting resources are far less available tha indeveloped courntries (technical, human, financial)
• …
MMeetthhoodd
• Estimate the orders of magnitude of the proble at thedifferent scales (global, regional, local)
• Describe model systems
• Quantify relations between energy and water fluxes
• Discuss heterogeneities with examples and case studies
Local scales :
Technical systems, cities, plants, agricultural parcels, …
Global scale :
Energy and climate change issues, Development issues, …
National and regional scales :
Water resources, Basins, States, Water energy interactions, development issues, …
MMooddeell ssyysstteemmss :: aa ssiimmppllee eexxaammppllee
• Water pumping : – Height – Head loss
• Evaluation possible – Knowing average
parameters for the zone studied : water depth,
–
lenght of pipes, …
under some assumptions (average flow speed = 1 m/s,…)
WWaatteerr aanndd eenneerrggyy mmaattrriixx Eau pour la
production et la
transformation
INDE d'énergie (km3/an)
Prél Conso
19,0 **
Energie primaire TWhp
322 6,5 ?
1772 6,4 ?
483 5,7 ?
644 0,4 ?
95,4
Electricité pour la
mobilisation et le
traitement de l'eau
(TWh/an)
1 à 2 TWh
Energie finale TWhf
193
1367
160
558
Res Ter Industrie Agriculture Eau
mobilisée
pour la
Prél Conso Prél Conso Prél Conso navigation
fluviale 30 18 543
12 7 140
0,080,0
8,0
"+/- 4,5" 6,3
Bilan eau Prél Conso en km
3
Total 609,0 159 pour la
dont 19,0 ? production
d'énergiesoit 3,1% ?
dont electricité TWhe
107
105
94
7
7,0
Transport
Agriculture
Industrie
Res-Ter
1,1 Traitement des eaux usées
Energie finale dont electricité
TWhf TWhe
2278 313
dont 95 95
soit 4,2% 30,5%
Total de la
consommation pour la
mobilisation et le
traitement de l'eau
Bilan énergie
Goossens and Bonnet, 2001
• + resource problems
EEnneerrggyy ffoorr wwaatteerr
• Energy for water supply : – Roughly 0.5 kWhe/m3 (0 – 1.5)(water supply) and 0.5
kWhe/m3 (0 – 1.5) – Irrigation, where energy is needed : 0.2 to 0.5 kWhe/m3
(0 – 1.5) (developing, developed) – Exception for desalination : 3 to 5 kWhe/m3 (membrane
techniques), 1015 kWhheat/m3 (distillation) – Other values : Depending on transport, specific
treatment,…
Often technicoeconomic optimisation problem in the North,
• Often Resource problem in the South (energy, water,financing)
:: eenneerrggyy ffoorr mmuunniicciippaall wwaatteerr ssuuppppllyy aannddAA ccaassee ssttuuddyy iirrrriiggaattiioonn iinn aa ddeevveellooppiinngg cciittyy
Evapotranspiration : Evaporation : 200 de 5 à 10
Zone rurale Zone urbaine
Prélèvements :
500 Prélèvements
eau• City of Jaïpur (Rajahstan, India) : de surface Ruissellementde 5 à 10
eau usées :– 2.4 Mhab, +4%/an de 25 à 30
eau– Mean projection : 4.8 Mhab in 2021 souterraine
de 95 à 100
– Groundwater (GW) resource � � Infiltration :
Infiltration & rejets : – Domestic pollution 7 7 300 de 65 à 70
Zone décrite : 25 km de rayon– Long distance transfer from BisalpurToutes les valeurs sont exprimées en Millions de mètres cube par an (Mm3/an)
FFiigguurree 11..66 -- TToottaall GGrroouunnddwwaatteerr DDrraafftt iinn 1100 BBlloocckkss aarroouunndd JJaaiippuurr ((yyeeaarr 22000011))7755°°1155'' 7755°°3300'' 7755°°4455 7'' 766°°0000'' 7766°°1155''dam (100 km) : at which energy2277°°1155'' 2277°°1155''
CCCCCCCCCCCCCCCCCChhhhhhhhhhhhhhhhhhoooooooooooooooooommmmmmmmmmmmmmmmmmuuuuuuuuuuuuuuuuuuLLEEGGEENNDD
bblloocckk bboouunnddaarryycost ? TToottaall GGrroouunnddwwaatteerr DDrraafftt
((mm mm//yyrr))
550000 -- 11000000
550000220000 --
220000110000 --
1100005500 --
550000 -- AAAAAAAAAAAAAAAAAAmmmmmmmmmmmmmmmmmmbbbbbbbbbbbbbbbbbbeeeeeeeeeeeeeeeeeerrrrrrrrrrrrrrrrrr
JJJJJJJJJJJJJJJJJJaaaaaaaaaaaaaaaaaammmmmmmmmmmmmmmmmmwwwwwwwwwwwwwwwwwwaaaaaaaaaaaaaaaaaa RRRRRRRRRRRRRRRRRRaaaaaaaaaaaaaaaaaammmmmmmmmmmmmmmmmmggggggggggggggggggaaaaaaaaaaaaaaaaaarrrrrrrrrrrrrrrrrrhhhhhhhhhhhhhhhhhhnnaallaa
rriivveerr bbeedd
hhiillll SSSSSSSSSSSSSSSSSSaaaaaaaaaaaaaaaaaammmmmmmmmmmmmmmmmmbbbbbbbbbbbbbbbbbbhhhhhhhhhhhhhhhhhhaaaaaaaaaaaaaaaaaarrrrrrrrrrrrrrrrrr
PPoollyyggoonnee 2277°°0000'' 2277°°0000''
Flux : Mm3/an 11 àà 22 11 àà 33 11 àà 33 Stocks : Mm3
JJJJJJJJJJJJJJJJJJhhhhhhhhhhhhhhhhhhoooooooooooooooooottttttttttttttttttwwwwwwwwwwwwwwwwwwaaaaaaaaaaaaaaaaaarrrrrrrrrrrrrrrrrraaaaaaaaaaaaaaaaaaJJaaïïppuurr PPrrééllèèvveemmeenntt && TTrraaiitteemmeenntt && rrééppaarrttiittiioonn ddiissttrriibbuuttiioonn
SSttoocckkaaggee UUttiilliissaattiioonn CCoolllleeccttee
((ttrraaiitteemmeenntt)) eennttrree qquuaarrttiieerr rreejjeett
BBBBBBBBBBBBBBBBBBaaaaaaaaaaaaaaaaaassssssssssssssssssssssssssssssssssssiiiiiiiiiiiiiiiiii
CCaappaacciittéé CCaappaacciittéé SSSSSSSSSSSSSSSSSSaaaaaaaaaaaaaaaaaannnnnnnnnnnnnnnnnnggggggggggggggggggaaaaaaaaaaaaaaaaaannnnnnnnnnnnnnnnnneeeeeeeeeeeeeeeeeerrrrrrrrrrrrrrrrrr00,,006666
00,,008899 2266°°4455'' 2266°°4455''
33 DDDDDDDDDDDDDDDDDD33 uuuuuuuuuuuuuuuuuudddddddddddddddddduuuuuuuuuuuuuuuuuu
88
(( CCCCCCCCCCCCCCCCCChhhhhhhhhhhhhhhhhhaaaaaaaaaaaaaaaaaakkkkkkkkkkkkkkkkkkssssssssssssssssssuuuuuuuuuuuuuuuuuuPPPPPPPPPPPPPPPPPPhhhhhhhhhhhhhhhhhhaaaaaaaaaaaaaaaaaaggggggggggggggggggiiiiiiiiiiiiiiiiii
00 1100 2200
KKiilloommeetteerrss
8833 1155 2266°°3300'' 2266°°3300'' 2277 3399 22 7755°°1155'' 7755°°3300'' 7755°°4455'' 7766°°0000'' 7766°°1155''
25 km zone : intensity of withdrawals for
irrigation around the city
Goossens and Bonnet, 2003
EnergyEnergy for water in Jaipurfor water in Jaipur • S1 : Base case
drinkable water deficit, GW pollution, energy 77
• S2 : Water transfer from Bisalpur Dam (100 km)good drinkable water supply, GWpollution remains, energy 77,
• S3 : Water management in irrigation, sanitation, local resources drinkable water supply, GWpollution reduced, irrigation wateroptimised through best practiceprograms, energy cost reduced…
-200
0
200
400
600
800
1000
1200
S1
2000
S2
2000
S3
2000
S1
2020
S2
2020
S3
2020
Water supply in Jaipur (Mm3/yr)
Groundwater withdrawal in Jaipur (Mm3/yr)
Groundwater recharge (natural, effluents and losses) in Jaïpur (Mm3/yr)
Groundwater level in Jaïpur (m)
Irrigation withdawals within 25 km zone (Mm3/yr)
GW recharge within 25 km zone (Mm3/yr)
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
S1
2000
S2
2000
S3
2000
S1
2020
S2
2020
S3
2020
energy for water, urban zone (GWh/yr)
energy for irrigation within 50 km zone (GWh/yr)
energy for water, urban and rural zones (GWh/yr)
• Questions for S3 : duration of transition, actions to improvewater efficiency in traditionalirrigated agriculture… however,one good example of «distributed » solutions with lower material investment
WWaatteerr ffoorr eenneerrggyy
• Energy production – Hydro (no consumption
no withdrawal), – Power plants cooling,
refineries cooling
– Energy extraction (enhanced recovery, heavy oil,…)
– Biofuels production
• Food energy production – Food energy « final »
consumption (DES) : 700 Mtoe/yr
– Harvest : 2500 Mtoe/yr « primary » (half from croplands, half from pastures)
32001200Flame power plants
620240Nuclear electricity
700270Hydroelectricity
Primary
energy eq.
(Mtoe/yr)
Electricity
generated
(Mtoe/yr)
Métabolisme
de base
•"
• )
HumanHuman dietarydietary energyenergy requirementsrequirements
Energie ingérée
(kcal/j)
Energie digérée
Energie métabolisée
2500
2400
2275
1670 605
digestion
autres déperditions (régime permanent)
Exempletype :
homme moyen, activité moyenne
non digéré (4%) 100
urine (5%) 125
chaleur" de digestion 165
activités (travail externe 440
FoodFood supplysupply and productive surfacesand productive surfaces Disponibilité énergétique
alimentaire (DEA)
2800 kcal.hab1.j1
(données FAO)
productions végétales terrestres
84%
productions animales terrestres
15%
Surface totale
510 Mkm2
Surfaces émergées
Etendues 29% d'eau 71%
Terres
Glace cultivées
10% 10%
Autres Pâturages terres permanents 28% 23%
(dont déserts 18%)
Forêts et surfaces boisées 28%
productions aquatiques
1%
Solar radiation at the top of the atmosphere
EEnneerrggyy eeffffiicciieenncciieess aanndd fflluuxxeess iinn bbiioommaassss pprroodduuccttiioonn ssyysstteemm
Solar radiation at the top of the atmosphere
Solar radiation outside atmosphere
130 Ttoe/yr
atmosphere
Croplands Water surfaces Forests
RReeqquuiirreedd pprriimmaarryy pprroodduuccttiioonn RRPPPP1122
Pastrureland
Harvest1155
Harvest
FFiinnaall
ccoonnssuummppttiioonn1199
600 Mtoe/yr 95 Mtoe/yr 5 Mtoe/yr 900 Mtoe/yr 100000
Forest harvest 10000
1000
100
10
Evapo
transpiration O2
1
CO2 0,1
Dry matter 0,01
production
H2O
filière animale
agriculture
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 A B C D E F G
Etapes de conversion
Consommation alimentaire : 700 Mtoe/yr
Flu
x é
nerg
éti
qu
e
sur les continents
BBiioommaassss aanndd WWaatteerr rreeqquuiirreedd ffoorr ffoooodd aanndd ffiibbeerr pprroodduuccttiioonn
Net primary production (NPP) of ecosystems, and primary production required (PPR) by
human uses (lowest estimation)
Production primaire nette par domaine, et estimation minimale de la
part requise par les consommations humaines (Gtep/an)
0
5
10
15
20
25
30
35
Cultures Pâturages Forêts Autres surfaces
émergées
Marge
continentale,
upwellings, eau
douce
Océan ouvert
Production primaire nette (PPN)
Production primaire requise (PPR)
Water balance on continental surface
(Tm3/an)
40
70
17
110
?
?
maintenance
production
?
EnergyEnergy fluxes in worldfluxes in world foodfood systemsystem
Production primaire végétale Récolte transformation/conversion consommation humaine (y compris racines, etc.)
transf. aliments Energie brute
500 DEA
850 480
850
Récolte : 24% pertes 85%
120 autres usages 230 ?
1150 conversion animale
300 Prod. brute DEA
ingéré : 1600 lait 38 29
Consommation : 10% rendement viande 65 110 50 85
7%
1180 oeufs 7 6 15%
déchet :
(tous flux en Mtep/an) non digéré 430 CO
méthane+urine 170 chaleur 890 ?
Cultures :
4800
Pâturages :
12000
2
efficiency
production
efficiency
production
efficiency
production
efficiency
production
?
maintenance
production
•
FFoooodd eenneerrggyy aanndd wwaatteerr Present mean global food supply is high : 2800 kcal/inhab/day
• However, 850 M inhab. suffer from undernutrition
• Among the causes, agroclimatic conditions… – Location of cropland resources (half North, half South) – Agricultural production, practice, means of production,… – Average agroclimatic conditions in the South : some good situations and some poor (very
poor) situations
• …and, also, two major problems in world food system : – Poor overall efficiency (30% of food production diverted into animal production, mainly in the
North, with poor energy conversion efficiency, …) – equity and resources distribution/trade
• Many questions about the best ways to produce food : –
… (?) intensive production on reduced surfaces, extensive production affecting larger land surface,
• Water for food and fiber : 15% to 20% of continental evaporation
• Water for irrigated croplands : roughly 3000 Gm3/yr (20% of continents exploitable runoff), producing 40% of world food supply
WWaatteerr aanndd bbiiooeenneerrggyy
• Bioenergy : – Traditional (1 Gtoe/yr) :
• fuelwood, charcoal, animal waste
• Technologies with very low efficiency, high resource consumption
– Modern : chips, pellets, …
– Biofuels : different generations, different types of fuel (gasoline, diesel, gas)
– …
G n oitarene s porcdooF / s eudiserp orC l ioS y golonhceT
n
bEG
EG
)
WWaatteerr aanndd bbiiooffuueellss
• Biofuels :
Small to Large
Small to Large
Large
Very Large
Medium to large
Plant size
Existing, available, depends on gas vehicle penetratio
Not with residues Yes with energy crops
Yes (Residues)
No (wood)
Yes (Waste)
Not necessaryBiogas
Some available (under development)
NoNoNoG3
(Algae)
Not yet available (cost
Yes
Possible (mostly BtL)
Not necessary2
thanol II BtL
ExistingYesNoNecessary1
thanol, iodiesel
competitionWood, wood residues
Waste
Model system :Model system : «« averageaverage cropcrop »»
• Average crop = 3 parameters: – species, – soil water reserve – Agricultural practice – (under average climate of the zone)
• Defined to be consistent at the large scale – agricultural region, water basin, etc., – relying on statistical production data
–• Used for evaluation at the large scale of water balances terms :
evaporation, – irrigation withdrawals, – summer withdrawals, – drainage,…
rem liss. Ini RFU 100% EUE k mm 35
Bilan hydrique
EExxaammppllee ooff ccrroopp wwaatteerr bbaallaannccee pprrooffiillee :: ssoouutthhwweesstt FranceFrance maizemaize,, regularregular soilsoil, irrigation, irrigation
AG Maïs S apport d'irrigation mm 210
Production biomasse t m.s. 19,5 prélèvement irrigation mm 247
récolte t m.s. 10,2 bilan hydrique etiage mm -265
RU mm 120 prélèvement etiage mm 247
RFU mm 72 Drainage total mm 200
évaporation culture (P+S) mm 558 Drainage nov-fev mm 148
évaporation totale année mm 693 Pluvio eff. et Etref (mm) 677 838
p ( g/ )
objectif remplissage (%, mm) 50% 36 mm IR (0 < IR =< 1) 0,52 dose d'irrigation (mm) 30 mm rendement irrigation 0,85
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
janv
mar
s
mai
juil
sept
nov
Infiltration
Dose théorique
Irrig_apport
Pluvio
Evapo S+P
Bilan hydrique
RU Deb
RU fin AV dose
Etiage
Limite RS
EExxaammppllee ooff sscceennaarriioo ccoommppaarraaiissoonn :: FFrraannccee 22000066 ttoo 22003300,, 44 sscceennaarriiooss
• These results are still cautionary(not fully validated)
• A small G1 production can havehigher impact than high G2production with «water resourcesprotection» option
• Biofuel impacts depend on thelevel of environmental protectionwanted, crops allow low impactpractices
• Biogas with residues : savescropland surfaces
Comparatif des scénarios pour le déficit hydrique
d'étiage
-500
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
S1A-A
G
S1B-A
G
S2-AG
S3-AG
S1A
-SN
S1B
-SN
S2-SN
S3-SN
Mm
3
total existant 2006 (Mm3)
Total convertible 2006 (Mm3)
Total 2030-2006 (Mm3)
Bonnet et Lorne, 2008
• No competition for food in G2scenarios, but competition for land use remains
BBiiooggaass,, oonnee ooff tthhee ssoolluuttiioonnss ffoorr ffuueelliinngg ddeevveellooppiinngg ccoouuttrriieess ??
• Technology is available and accessible (production,stationary or mobile gas engines, …)
• Resources are diverse : crop residues, fuelcrops (no wood),waste, animal waste
• Diversity of gas uses ; heat, force, electricity, biofuels…
• Investment cost can be reduced, technology is simple
• Distributed production and use is possible, the range ofdigester size is large
• …
BBiiooggaass,, oonnee ooff tthhee ssoolluuttiioonnss ffoorr ffuueelliinngg ddeevveellooppiinngg ccoouuttrriieess ??
• Gross energy production : – 4 toe/ha (dedicated
crops), – 1.8 toe/ha (crop
residues)
• Net energy produced according to life cycle
–energy analysis :
2.1 to 2.5 toe/ha (dedicated crops),
– 1 to 1.3 toe/ha (crop residues)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
CM1 CM2 CM3 RM1 RM2 RM3
GJ / h
a
Epandage digestats
Transport
Electricité digesteur
Chaleur digesteur
Herbicides
Fertilisants
Opérations agricoles
Biogaz brut
(Almansour et al, 2008)
CM : dedicated crops (southwest France)
RM : crop residues
Thank you for your attention
Groupe SUEZ 2001 2002 2003 2004 2005
Energie consommée Electricité consommée
Collecte et traitement des eaux usées GWh nd nd 2110,7 1154 1067 Traitement et distribution d’eau potable GWh nd nd 1982 1896 2026 Energie primaire consommée pour Traitement GWh 123 669 des eaux usées hors elec
Distribution d’eau potable Quantité d’eau injectée sur le réseau Mm3 4845 7864 7291 5599 5154 Rendement technique des réseaux % 77% 71% 73% 73% 73% Eau distribuée aux consommateurs Mm3 3731 5583 5322 4087 3762 ratio électricité / eau distribuée consommateurs kWhe/m3 0,37 0,46 0,54 ratio énergie primaire (elec seule) kWhp/m3 0,86 1,07 1,24
assainissement Quantité d’eau usée traitée Mm3 2903 2708 2396 2244 2160 Longueur des réseaux km 81439 102661 95540 82 741 84672 Charge polluante traitée (tonnes de DBO5 tonnes 741680 712875 1 033 288 590 869 503865 éliminées par an) ratio électricité kWhe/m3 0,88 0,51 0,49
kWhe/kgDBO5 2,04 1,95 2,12 ratio énergie primaire (elec et non elec) kWhp/m3 2,03 1,24 1,45
AEP et assainissement TOTAL énergie primaire par m3 consommé et kWhp/m3 2,89 2,31 2,69 épuré
Groupe VEOLIA 2002 2003 2004 2005
Energie consommée Electricité consommée
Collecte et traitement des eaux usées GWh 1500 1700 1890 nd Traitement et distribution d’eau potable GWh 2300 2600 2430 nd Energie primaire consommée pour Traitement GWh nd nd nd nd des eaux usées hors elec
Energie électrique totale Eau, assainssement - - - 6270 (*) et traction motrice
Distribution d’eau potable Quantité d’eau injectée sur le réseau Mm3 - 4712 4844 6340 Rendement technique des réseaux % - 77% 77% 77% Eau distribuée aux consommateurs Mm3 - 3272 3422 4901 ratio électricité / eau distribuée kWhe/m3 - 0,79 0,71 -consommateurs ratio énergie primaire (elec seule) kWhp/m3 - 1,83 1,64 -
assainissement Quantité d’eau usée traitée Mm3 - - - 4300
AEP et assainissement TOTAL approximatif énergie primaire par m3 kWhp/m3 - - - 3,09 consommé et épuré
(on suppose par hypothèse que la traction motrice à déduire représente 500 GWh)
S1 - Laisser
faire
S2 - Transfert
longue
distance
Bisalpur
S3 -
Optimisation
irrigation et
prélèvements
urbains,
épuration
S1 - Laisser
faire
S2 - Transfert
longue
distance
Bisalpur
S3 -
Optimisation
irrigation et
prélèvements
urbains,
épuration
approvisionnement AEP à Jaïpur (Mm3/an) 120 120 120 260 260 260
prélèvement en nappe à Jaïpur (Mm3/an) 120 0 120 260 0 260
recharge (naturelle, effluents et pertes) de la
nappe à Jaïpur (Mm3/an) 100 100 100 200 90 200
niveau de la nappe à Jaïpur (m) -30 -30 -30 -60 -17 -25
prélèvement pour l'irrigation dans la zone de
25 km (Mm3/an) 280 280 280 1060 1060 425
recharge dans la zone de 25 km (Mm3/an) 440 440 440 870 870 460
consommation énergie zone urbaine
(GWh/an) 38 38 38 105 300 165
consommation énergie par hab., zone urbaine
(kWh/hab) 14 14 14 22 63 35
consommation énergie pour l'irrigation dans la
zone de 50 km (GWh/an) 380 380 380 1600 1600 380
consommation énergie par hab. pour
l'irrigation dans la zone de 50 km (kWh/hab) 145 145 145 330 330 72
consommation énergie zone urbaine et rurale
(GWh/an) 418 418 418 1705 1900 545
2000 2020
14 17294 0
6 5911 0
8 11383 0
par unité
débit de
refroidissement
durée de
fonctionnement prélèvement
consommation
nette nombre prélèvement
consommation
nette
m 3/s h/an Mm
3/an Mm
3/an Mm
3/an Mm
3/an
Cours d'eau 44 15765 879
circuit ouvert 14 14667 147
900 MW 39 7000 985 10 12 11821 118
1300 MW 56 7000 1423 14 2 2846 28
circuit fermé 30 1098 732
900 MW 0,8 7000 30 20 14 414 276
1300 MW 1,1 7000 43 28 16 684 456
Littoral 14 17294 0
circuit ouvert
900 MW 39 7000 985 0
1300 MW 56 7000 1423 0
total unités
��
JJaaïïppuurr :: 33 ssccéénnaarriiooss 22002200
• S1 : « laissez faire » – Ressources : manque d’eau avant 2020 – Pollution nitrates + bactériologique 77 – Scénario insoutenable en 2020
• S2 : transfert d’eau de Bisalpur – Problème ressources résolu – Investissement élevé – Épuration non prévue
• S3 : ressources locales + maîtrise de l’eau en irrigation + épuration eaux usées urbaines – Amélioration des pratiques d’irrigation : efficience de
l’eau 77 – Investissement
Final energy use, Mtoe/yr
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
1800
1820
1840
1860
1880
1900
1920
1940
1960
1980
1995
World
developed
developing
Final energy use, toe per capita
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
1800 1850 1900 1950 2000
World
developed
developing
Ressource renouvelables en eau parrégion en Gm3
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
Amérique
du nord
CEE et
Europe
du nord
Japon,
Afr Sud,
Austr,
Nouv zel
CEI
Europe
centrale
Amérique
Latine
Afrique
du Nord
et Moyen
Orient
Afrique
(hors Afr
sud et
Afr Nord)
Inde Chine Asie
océanie
(hors
Jap, Inde
et Chine)
Gm3
0
10
20
30
40
50
60
70 %
Proportion de la ressource prélevée en %
Amérique CEE et Japon, CEI Amérique Afrique Afrique Inde Chine Asie
du nord Europe du Afr Sud, Europe Latine du Nord (hors Afr océanie
nord Austr, centrale et Moyen sud et Afr (hors Jap,
Nouv zel Orient Nord) Inde et
Chine)
Prélèvement en eau par secteur d'activité en Gm3
0
100
200
300
400
500
600
700
Amérique
du nord
CEE et
Europe
du nord
Japon,
Afr Sud,
Austr,
Nouv zel
CEI
Europe
centrale
Amérique
Latine
Afrique
du Nord
et Moyen
Orient
Afrique
(hors Afr
sud et
Afr Nord)
Inde Chine Asie
océanie
(hors
Jap, Inde
et Chine)
Gm3 Agriculture en Gm3
Industriel en Gm3
Domestique en Gm3
Prélèvement par habitant en eau par secteur d'activité en m3/hab
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
Amérique
du nord
CEE et
Europe du
nord
Japon, Afr
Sud, Austr,
Nouv zel
CEI Europe
centrale
Amérique
Latine
Afrique du
Nord et
Moyen
Orient
Afrique
(hors Afr
sud et Afr
Nord)
Inde Chine Asie
océanie
(hors Jap,
Inde et
Chine)
m 3/hab
Prélèvement en m3/hab agriculture
Prélèvement en m3/hab industrie
Prélèvement en m3/hab domestique
UNDP, 2007
Heran, 2005