Faisabilité et viabilité économique

 

 

5.Etude économique



 

    5.1 L'avant-projet: étude d'opportunité

          L'offre et la demande en énergie électrique, les attentes des consommateurs et les modalités de distribution d'électricité évoluent dans le temps. Avec la croissance démographique et la hausse de la fréquentation touristique, les modes de consommation d'énergie changent. Ces évolutions nous amènent à affiner notre connaissance du cadre énergétique breton, de la croissance démographique, du développement des activités commerciales et industrielles et de l'urbanisation de l'agglomération brestoise.

 

          La ville de Brest, avec une superficie de 4 894 hectares et une population de 144 548 habitants, constitue une de la plus grandes ville de l'ouest breton. Les graphiques ci dessous présentent les statistiques démographiques associées à cette ville.

Ainsi, avec 20 % de la population entre 25 et 39 ans, la ville de Brest est dynamique et doit satisfaire une population jeune, au mode de vie et aux attentes exigeantes et toujours plus grandes en énergie. Un autre facteur responsable de cette hausse de demande en énergie est l'augmentation du nombre de foyers dus aux familles monoparentales dont les effectifs ne font que croître dans notre société. Le document ci après présente la répartition des brestois de moins de 25 ans.

 

          La ville de Brest, offre une grande potentialité pour le développement d'un grand nombre d'activités économiques. Les principaux secteurs d'activités, sont :

  • Les activités navales militaires et les services de défense
  • Les activités industrielles portuaires
  • La recherche marine
  • La pêche professionnelle et les cultures marines
  • Activités récréatives

          Globalement, l'économie de Brest grâce à l'ensemble des ces secteurs d'activité génère 77 584 emplois (environ la moité de la population de Brest). Cette économie est dominée par le secteur des services (activités militaires navale, réparation navale, recherche et technologie marine, etc).  Le bilan des emplois par secteur d'activité économique ( sexe: Femme et Homme) ont été représente dans le tableau ci-dessous.

 

           Le classement par pourcentage de l'activité de la population de la ville de Brest effectuée à partir des données INSEE montrent un pourcentage de  24%  d'étudiants, de 20% d'inactifs ou retraités.   Le graphique suivant  retrace le panorama des activités de la population de la ville de Brest :


    

     5.2 Estimation du budget municipal allouable pour subventionner le projet

 

 Au CA 2008, les investissements de la ville de BREST sont concentrés sur :

  • La politique Éducation/ Enfance / Socio- Cultural : 46,9% des dépenses;

  • La politique culture/ Animation: 11.5% des dépenses;

  • La politique sports/ Nautisme : 15% des dépenses.

 

Selon cette  répartition budgétaire de la part de la municipalité de Brest ,on note que notre projet Pelamis peut  s'inserer dans le cadre de développement  ( 0.01 MЄ qui répresente le 0.1% du total). Ce qui mettre en évidence le besoin d'aide d'autres partenaires et cofinanceurs publics ou privés.


Le budget de la commune de Brest en 2008 (BP 2008 en mouvements réels) a été de:

  • Fonctionnement : 119,7M€

  • Investissement : 24,4M€( avec dette), 16.3 M€(hors dette)


 


     5.3 Etude de faisabilité

                   5.3.1  Analyse des besoins

          La consommation d'électricité fait partie des ressources qui augmentent avec le temps en fonction des besoins de la population et du niveau économique d'un pays. Pour répondre à cette forte demande, des moyennes complémentaires de production d'électricité (centrales thermiques exploitant l'énergie fossiles ( pétrole, gaz,etc) ) doivent être activés. Ainsi il est nécesaire de développer des alternatives complémentaires qui constituent des emmeteurs plus faibles de CO2.       

Il existe une forte nécessité de modérer la consommation d'énergie surtout dans les périodes de hiver où la consommation électrique atteint des niveaux très élevés.

          Une première opération Eco Watt a été mise en place l'hiver dernier en Bretagne, grâce à l'appui de RTE , gestionnaire du réseau de transport d'électricité en partenariat avec la préfecture de région Bretagne, le conseil régional de Bretagne, l'ADEME afin de réduire la consommation d'électricité, lors de périodes de pointe. L' opération a aussi permis de faire de la sensibilisation sur les  ''bons réflexes énergétiques''. Cette démarche a contribué à la sécurité d'approvisionnement électrique de la région Bretagne qui ne produit que 8% de l' électricité consommée. Malgré cette première opération qui n'a permis de réduire sensiblement la courbe de consommation , l'opération sera reconduite pour l'hiver 2009-2010.

 

 

                   5.3.2  Estimation des impacts économiques liés à l'implantation d'une ferme de Pelamis

Les méthodes disponibles pour évaluer de tels effets sont citées ci après:

  • Les différentes activités côtières,

  •  Les catégories d'agents économiques affectées par la mise en place de ces infrastructures et le type d'impacts qu'elles susciteront,

  • Les impacts sur les activités commerciales
  • Les impacts "non marchands" sur les consommateurs de biens dits "publics", par exemple les touristes dont le bien-être dépend de la qualité d'un paysage.

 

                   5.3.3  Estimation de possibles conflits d'usages et de blocages

 

           Les projets sur les EMR répondent à une demande nationale liée à des décisions européennes. Localement et sur de nombreux sites, ils entraînent des conflits d’usages et des blocages qui freinent régulièrement ou même empêchent leur réalisation. Ainsi on retrouve les principauxs conflits:

 

                  

                   5.3.4  Critère d'évaluation de la viabilité du projet

           Les critères à prendre en compte afin d’évaluer le rendement et la viabilité du projet "Naerwatt, une ferme de pelamis pour alimenter Brest"  sont:

->Variabilité de la ressource,

Deux points semblent importants pour garantir le développement de la filière «Profit de l'énergie des Vagues avec l'installation d'une ferme de pelamis» et en assurer la crédibilité auprès des investisseurs et industriels, sont:

  -Le système Pelamis doive faire preuve de son efficacité. Pour cela, il convient de mettre en place des moyens et procédures standardisés d'évaluation permettant de quantifier le rendement réel du système et de les comparer avec des projets existantes.

  -Le système Pelamis doive garantir la fiabilité de ces dispositifs en tenant compte à la fois des conditions environnementales extrêmes et de la tenue en fatigue des matériaux.

 ->Conditions environnementales extrêmes,        

Les méthodes standardisées et recommandations à développer de manière prioritaire pour la procédures de certification, portent sur :

  -La mesure des vagues et du courant,

  -L'estimation de la ressource (classification des sites) 

  -L’évaluation du rendement du système 

  -La réponse aux environnements extrêmes 

->Impact environnemental,

 

->Impact social .

Voici le bilan des critères d'évaluation à prend en compte pour garantir la viabilité du projet, représentation schématique:

                  

                  

                 5.3.5 Calculs d'investissements et scénarii de rentabilité

                              5.3.5.1 Etude de rentabilité économique 

                                          5.3.5.1.1 Critère d'évaluation

           Afin d'analyser la rentabilité d'une installation de ferme Pelamis, on considèrera les points suivants:

  1. Analyses de la rentabilité initiale du projet par la « méthode TEC » (Taux d’Enrichissement en Capital, ratio entre la valeur actuelle nette d’un projet et son coût d’investissement initial).

  2. Association de la rentabilité initiale du projet aux effets du gaz à effet de serre '' taxe CO2'', liant ainsi d'une part la rentabilité du projet à la diminution relative ou absolue du « prix de revient» du kWh produit et d’autre part à un «coefficient multiplicateur» traduisant l’importance relative de la composante due à l’investissement initial du projet dans son prix de revient du kWh.

  3. Utilisation des résultats graphiques et numériques extraits des projets énergétiques en mer de référence, utilisant soit des ressources fossiles (impact des taxes CO2 potentielles sur la rentabilité d’une centrale à gaz à cycles combinés utilisant du gaz d’origine maritime), soit des énergies renouvelables (impact de valorisation de crédits carbone potentiels d’un projet éolien en mer).

                                          5.3.5.1.2 Définition du cadre  l'étude

        En vue de déterminer le nombre de machines Pelamis à installer au large de  Brest et la puissance éléctrique  avec laquelle on souhaite doter le projet , est il nécessaire d'évaluer les différents caractéristiques d'une machine Pelamis: caractéristiques physiques, productivité et  caractéristiques économiques.  Les tableaux suivants montrent  les paramètres étudiés:                                  

Voici le bilan des critères d'évaluation à prend en compte pour garantir la viabilité du projet, représentation schématique:

                  

                  

                 5.3.5 Calculs d'investissements et scénarii de rentabilité

                              5.3.5.1 Etude de rentabilité économique 

                                          5.3.5.1.1 Critère d'évaluation

           Afin d'analyser la rentabilité d'une installation de ferme Pelamis, on considèrera les points suivants:

  1. Analyses de la rentabilité initiale du projet par la « méthode TEC » (Taux d’Enrichissement en Capital, ratio entre la valeur actuelle nette d’un projet et son coût d’investissement initial).

  2. Association de la rentabilité initiale du projet aux effets du gaz à effet de serre '' taxe CO2'', liant ainsi d'une part la rentabilité du projet à la diminution relative ou absolue du « prix de revient» du kWh produit et d’autre part à un «coefficient multiplicateur» traduisant l’importance relative de la composante due à l’investissement initial du projet dans son prix de revient du kWh.

  3. Utilisation des résultats graphiques et numériques extraits des projets énergétiques en mer de référence, utilisant soit des ressources fossiles (impact des taxes CO2 potentielles sur la rentabilité d’une centrale à gaz à cycles combinés utilisant du gaz d’origine maritime), soit des énergies renouvelables (impact de valorisation de crédits carbone potentiels d’un projet éolien en mer).

                                          5.3.5.1.2 Définition du cadre  l'étude

        En vue de déterminer le nombre de machines Pelamis à installer au large de  Brest et la puissance éléctrique  avec laquelle on souhaite doter le projet , est il nécessaire d'évaluer les différents caractéristiques d'une machine Pelamis: caractéristiques physiques, productivité et  caractéristiques économiques.  Les tableaux suivants montrent  les paramètres étudiés:                                  

Caractéristiques en termes de productivité et puissance du Pelamis :

 


Paramètres Unités Valeurs
Puissance Unitaire  MW 0.7
Densité énergétique

 

MW/Km2

 25
Productibilité  MW/an  ~2700
Prédictibilité  Jours  7
Fonctionement idéal  h/an  entre 3 500 et 4000

Caractéristiques du Pelamis en termes de production annuelle :

1 machine pelamis  
750 KW  (3 machines produisent: 2.5 MW) 
Capable d'alimenter en électricité 500 foyers 
évite le rejet de 2 142 Tonnes de CO2
 
Nota: L'énergie produite par le Pelamis dépend des conditions du site d'installation

 

 

Caractéristiques économiques du Pelamis:

Coûts Unités Valeurs
Coût d'installation  MЄ/MW  3.5
Coût de production  Є/MWh  70 à 240

 

                                          5.3.5.1.3 Détermination du nombre de machines

       Une machine pelamis est capable d'alimenter en électricité environ  500 foyers. Notre projet final est une ferme constituée de 21 pelamis, soit une ferme produisant de l'électricité pour environ 10 500 à 11 000 foyers.  

 

                                          5.3.5.1.4 Détermination de la puissance éléctrique généré

           Au large de la Bretagne, dans la baie de Brest, on envisage une installation de PelamisP2 (génération 2) . Elle sera doté de 21 machines. Comme un Pelamis assure une production annuelle de 750 KW (250 KW / articulation),   la puissance éléctrique totale sera de:

             P= 21 * 750 KW = 15 750 KW (RTE)  

Selon la puissance délivré par le dispositif le raccordement se fait soit sur le réseau RTE, soit sur le réseau ERDF. Le réseaux RTE est selectionné si la puissance électrique est supérieure à 12 MW ( haute et très haute tension) , et le réseau ERDF si la puissance est inférieure à 12MW.

 

                                          5.3.5.1.5 Retombées économiques

Les retombées économiques liées à l’implantation d’une ferme de Pelamis, sont les suivantes:

  • Taxe professionnelle perçue par les communes ou les communautés de communes (TPU),

  •  Taxe foncière,

  • Indemnisations aux exploitants,

  • Création d'emplois au niveau départemental et régional
  •  Utilisation de compétences locales lors de travaux de maintenance et exploitation de la ferme Pelamis
  •  Droits (valeurs monétaires) des permis de construire (ancrages en mer, et poste de livraison d'environ 300 m²), des autorisations d'exploitation du domaine maritime public, des lois sur l'énergie.

 

 

                              5.3.5.2 Scénarii de rentabilité

                                   

On étudiera sur un période de ''t'' ans la rentabilité financière d'un Pelamis. Un pelamis produit en moyenne une quantité d'énergie électrique de 2700 Mwh par an.

Cette énergie est achetée par l'état français au prix de ''P'' ε/MWh.

Scénario 1 Scénario 2
 t = 20 ans   t = 10 ans
 P= 150 Є/MWh(15 centimes Є/KWh)   P= 210 Є/MWh(21 centimes Є/KWh)

 

   

                                          5.3.5.2.1 Prix payé par l'état Français

                                                 

On calcule  le prix payé par l'état français au bout d'un an par pelamis:

Scénario 1 Scénario 2

 2700 MWh/an * 150 Є/MWh*1an= 405 000 Є

  2700 MWh/an * 210 Є/MWh*1an=567 000 Є

 

                                                          5.3.5.2.1.1 Fonction ''Y''                                                                                                    


           On procède a calculer le prix ''Y '' en milliers d' Euros payé par l'état français en fonction de la durée ''x'' en années . Le prix ''Y'' suit une ligne droite Y=ax+b . On déduit la valeur de '' b'' , égal à zéro dès que la courbe passe par l'origine des axes cartésiens. D'où au final, on obtient l'expression de l'équation ''Y '' égale à :    

                       Scénario 1 : Y=405 x

 

                     Scénario 2: Y=567 x

 


          Commentaire:

 

          On observe que la courbe qu'on a tracée suive une évolution linéaire puisqu'elle suit la forme d'une droite (Y=ax+b) qui croit par rapport au temps jusqu'à un temps égale à 10 et 20 ans respectivement (période d'évaluation de la rentabilité financière d'un Pelamis), ce qui semble logique. Parce que l'économie du marché en matière d'énergie électrique tends à augmenter avec le temps en face de l'augment de la population .

 

                                          5.3.5.2.3 Coût total (CT) d'installation du pelamis

                                                         

           Alors, si on connais le coût d'installation du pelamis qui est de l'ordre de : A milliers d'euros et les frais de maintenance qui est de l'ordre de : B milliers d'euros /an. On pourra déduire, le coût total (CT) d'installation du pelamis en milliers d'euros en fonction d'un période d'évaluation de la rentabilité financière de ''t''ans.

 

En prenant en compte la suivante relation déduite des données trouvées, nous obtenons:


Scénario 1 Scénario 2

A= 2410 milliers d'euros

B= 245 milliers d'euros/an

t= 20 ans

Nous obtenons:

CT=  245 t+2410

A= 2410 milliers d'euros


B= 245 milliers d'euros/an

t= 10 ans

Nous obtenons:

CT=  245 t+2410

 Soit au final:

CT=7310 milliers d'euros

 Soit au final:

 CT=4860 milliers d'euros

                                                          5.3.5.2.3.1 Détermination de la fonction F(x)

           On modélisera, ensuite la situation précédente à l'aide de la fonction F (x):
Scénario 1 et Scénario 2

 

F(x)= 245X+2410

Valeurs de la fonction F(x) montre ci-dessous:

X 0 5 10 20
F(x) 2410 3635 4860 7310

 

    

                              5.3.5.3 Temps d'amortissement

                                                   

          Suite à toutes ces démarches , on calcule maintenant la durée nécessaire ''t'' pour amortir le coût total d'un pelamis. Pour cela, on se servira des  graphiques tracés précédemment, afin de déterminer le point des coordonnées du point d'interception entre les deux courbes (Point ''A'').

Détermination du point des coordonnées du point d'interception entre les deux courbes (Point ''A''):

 

          Scénario 1 : 

 

 

 

          Commentaire
         
On souligne que, sur la graphique, les traits répresengent les lignes que coupent les système des coordonnées (x, y), points d'interception entre les deux courbes. L'interception des deux courbes est répresente pour le point A= (14.90,6000). Alors, on pourra déduire graphiquement, grâce à l'aide de la fonction
:
F(x)= 245X+2410, la durée d'amortissement de l'installation dans un ''t'' en années, qui est égale à t= 15 ans.

 

          Scénario 2 : 

 


          Commentaire : On souligne que, sur la graphique, les traits représentent les lignes que coupent les système des coordonnées (x,y), points d'interception entre les deux courbes. L'interception des deux courbes est représente pour le point A= (7,45, 4200). Alors, on pourra déduire graphiquement, grâce à l'aide de la fonction: F(x)= 245X+2410, la durée d'amortissement de l'installation dans un ''t'' en années,, qui est égale à t = 8 ans.

 

 

On vérifie le résultat obtenue graphiquement avec la résolution de l'inéquation : 

Scénarii 1 Scénarii 2

405*X 245 X +2410

D'où en résolvant ce système, on obtient:

160*X2410

X 15,06 ans

Soit au final : t= 15 ans

567*X 245 X +2410

D'où en résolvant ce système, on obtient:

322*X2410

X 7,48 ans

Soit au final : t= 8 ans

 

          Finalement :

On remarque que, le prix actuel que l'état français propose de racheter cette énergie est de 15 centimes le Kwh (prix de production) pour une politique de protectionnisme. Alors qu'au Portugal et en Anglaterre, le rachat est proposé à 25 centimes le KWh. Ce qui fait que ce n'est soit pas encore rentable aujourd'hui en France produire ce type de technologie. C'est pourquoi cette étude a été évalue avec 2 scénarii : Le première, représente la situation actuelle et le deuxième l' hypothèses que le gouvernement accède à augmenter son prix de rachat jusqu'à un valeur près de celui de Portugal et Angleterre.

 

     5.4 Montage financier

 

Pour l'estimation du budget de la ferme de Pelamis , constituée de 21 pelamis au large de Brest , on a considère les suivants postes, sous-postes, taxes et recettes:

 

Ceci nous a permis d'élaborer le bilan budgétaire  suivant:

Estimation du budget
  
Phase 1 :Ferme pilote avec 3 Pelamis P2

 Etude de faisabilité

1.5 M Є
Droit d'utilisation du domaine maritime public 30 000 Є
Loi sur l'énergie 17 000 Є
Etudes préalables RTE 24 000 Є
Poste de livraison de 250 m2 à terre 200 000 Є (800 Є/m2)
Ancrage au sol 50 000 Є
Achat + Installation de 3 Pelamis P2 7.31 M Є
Travaux d'ensouillage des câbles de raccordement environ 645 000 Є
Exploitation et maintenance 245 000 Є
Phase 2 :Rajout de 18 machines P2
Achat +Installation des 18 Pelamis P2 43.86 M Є

Raccordements, travaux

Démantèlement et réhabilitation du site

80 000 Є
Dépenses Totales ( Є)

Coût Total : 52 millions

Coût Phase 1 : 9 millions

Coût Phase 2 : 43 millions

 Recettes : Prix de rachat de l'électricité par EDF , et éventualle taxe CSP

 

Avec comme références monétaires les valeurs ci dessous:

*Coût de production: 0.06 Є/ KWh; soit 162 000 Є/machine

* Durée de vie d'un Pelamis : 20 ans

 

 

 

 

 

 

 




Concertation & planification

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