Énergie d'eau
Introduction
If we only consider hydroelectricity, which represents approximately 17% of electricity production in the world, according to the 2014 World Energy Ranking, Brazil is in third place, with 11.3% of the energy produced from this source among the producing countries in theworld. China is in first place, with 13.3%, and Canada is in second place, with 12.2% of hydroelectricity production. It should be noted that only seven countries (China, Canada, Brazil, the United States, Russia, Norway and India) hold nearly 60% of this source of electricity production.
Geography
Among the different factors on which the planning of the Brazilian electricity sector (SEB) is based, it is worth highlighting the environmental characteristics of Brazil, marked by great geomorphological diversity and very particular climatic conditions throughout its 8.5 million years. km2 of extension. From this perspective, the electricity sector seeks to put on the same level the need to respond to electricity demand and the environmental complexity of the country, by seeking energy uses compatible with its reality.
Hydrography of Brazil. ©Arcgis,; (author's modifications).
General panorama
Among the different factors on which the planning of the Brazilian electricity sector (SEB) is based, it is worth highlighting the environmental characteristics of Brazil, marked by great geomorphological diversity and very particular climatic conditions throughout its 8.5 million years. km2 of extension. From this perspective, the electricity sector seeks to put on the same level the need to respond to electricity demand and the environmental complexity of the country, by seeking energy uses compatible with its reality.
Main sites
Fin 2020, l'Italie comptait au total 4 503 installations hydroélectriques avec une capacité de production hydroélectrique d'environ 19 106 MW, selon les rapports statistiques du fournisseur d'électricité GSE (Gestore dei Servizi Energetici). Une augmentation notable du nombre de centrales hydroélectriques en Italie a été enregistrée après 2009, avec la construction de nouvelles installations au cours des années suivantes.
La plupart de ces centrales hydroélectriques se trouvent dans les Alpes. La plus grande centrale hydroélectrique d'Italie se trouve dans le Piémont, dans la province de Cuneo, à Entracque. La centrale hydroélectrique Luigi Einaudi, du nom de l'ancien président de la République italienne Luigi Einaudi, a été construite dans les montagnes en 1969 mais n'a commencé à fonctionner qu'en 1982 en raison des retards causés par les conditions météorologiques autour du site, qui ont permis aux travaux de se poursuivre. être porté pendant seulement 6 mois, chaque année. L'usine d'Entracque utilise deux niveaux d'eau différents pour fonctionner : celui du passage Chiotas-Piastra et celui de Rovina-Piastra. Le barrage de Chiotas se situe à près de 2 000 mètres au-dessus du niveau de la mer, avec un réservoir de 27,3 millions de m3 ; le barrage de Piastra, quant à lui, est situé à 1 000 mètres sous le premier, avec une retenue d'eau de 9 millions de m3. Le lac Rovina est situé un peu à mi-chemin entre ces deux barrages, à 1 500 mètres.
Un réseau de canalisations étendu relie les trois réservoirs, souterrains, au cœur de la centrale hydroélectrique, entièrement creusé dans la roche. Selon Enel Green Power, la centrale produit environ 500 GWh et a une capacité d'environ 1 200 MW d'électricité pour répondre aux besoins de 180 000 foyers par an. La centrale hydroélectrique Luigi Einaudi est ouverte au public sur les fonctions de la centrale.
Un développement récent de la technologie hydroélectrique peut être observé dans la centrale hydroélectrique de S. Antonio, située dans les montagnes alpines autour de la ville de Bolzano en Italie. Cette centrale hydroélectrique est un exemple typique d'un paysage technique souterrain qui exploite la puissance de la rivière Talvera pour produire de l'énergie renouvelable. Historiquement, la centrale a été construite il y a plus de 60 ans, en 1952. En raison des besoins d'entretien, elle a été récemment entièrement rénovée et achevée en 2019. Elle dispose désormais d'un vaste réservoir souterrain, appelé bassin de démodulation, qui contrôle le flux d'eau et gère la libération d'énergie dans le système de turbine.
Dans ce cas, deux grands réservoirs de démodulation ont été construits pour stocker l'eau rejetée par les turbines afin de réduire les crues hydroélectriques. Les pointes hydroélectriques correspondent aux fluctuations fréquentes, rapides et à court terme du débit et des niveaux d'eau en aval et en amont des centrales hydroélectriques. Ces fluctuations sont de plus en plus courantes à l’échelle mondiale en raison de la variabilité du marché de l’électricité et sont connues pour avoir des effets notables sur la végétation fluviale et les communautés de poissons.
Figure 4 et 5 : Centrale hydroélectrique de S. Anthonio et de son tunnel souterrain. Photo de Luigi Avantaggiato.
Figure 2 et 3 : Figure 3 : Images du bassin de démodulation et de la caverne souterraine de la centrale hydroélectrique. Photo prise par Luigi Avantaggiato,
Environmental Impact
In 2012, Brazil was responsible for only 1.5% of global GHG emissions if we only consider energy production and use. In Brazil, emissions linked to electricity production represent only 13% of the world average. This result is the result of the strong predominance of renewable sources in the electricity matrix (more than 3/4 of the total), in particular the contribution of the hydraulic source, which historically corresponds to around 2/3 of the total produced. On the other hand, national electricity production in 2005 was only responsible for 7.8% of greenhouse gas emissions produced in the country, which reflects the high participation of renewable sources in our electricity matrix.
The great challenge of the Brazilian electricity sector is precisely to maintain a high share of renewable sources in its matrix, which implies a significant expansion of the installed base of wind, solar, biomass thermoelectric plants and the construction of new hydroelectric plants.
The commitments made by Brazil regarding electricity production targets are as follows:
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Obtain at least 66% of the share of hydroelectricity in electricity production in 2030, without taking into account self-production;
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Expand the use of renewable sources, in addition to hydropower, in the total energy mix to a share of 28% to 33% by 2030;
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Increase domestic use of non-fossil energy sources by increasing the share of renewable energy (other than hydropower) in electricity supply to at least 23% by 2030, including by increasing the share of wind, biomass and solar;
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Achieve 10% efficiency gains in the electricity sector by 2030.
Figure 6 : Statistiques montrant le nombre de centrales hydroélectriques en Italie sur 4 ans. (Gestore dei Servizi Energetici, Italie)
Figure 7 : Images montrant l'état initial de l'environnement et les conséquences de la catastrophe, Vajont 1963. Portail Environnement et Société.
Future outlook
Unconventional energy sources, in particular wind, biomass, PCH and, soon, solar, have played a fundamental and growing role in the participation of renewable sources in the Brazilian electricity matrix. Regarding wind energy specifically, the regional and seasonal complementarity of this source compared to hydroelectric energy is observed, since they generate a greater amount of energy in the dry season, when the level of reservoirs is low.
Brazil's wind potential was inventoried at 143,000 MW with pylons with a height of 50 meters in 2001. Em 2017, the calculation was that, with towers over 100 meters, this potential could be 880,000 MW, according to a study prepared by the National Institute for Space Research (INPE).
When it comes to energy production from biomass, by far the most important source is sugar cane. This source alone represents around 80% of biomass thermoelectric power plants, both in number of power plants and in installed capacity. According to estimates from Unica (São Paulo Sugar Cane Industry Union), in 2020, the electricity produced by the sector could represent 15% of the Brazilian matrix, with an average production of 14,400 MW .