Annexe III : Aperçu du système de modélisation d’Avenir énergétique
La série de rapport sur l’avenir énergétique explore divers scénarios auxquels les Canadiens pourraient s’attendre à long terme. À l’aide de modèles économiques et énergétiques, ces rapports étudient l’évolution possible de l’offre et de la demande d’énergie. La figure A2.1 présente un schéma simplifié de l’architecture de ce système de modélisation. Au départ, nous posons un ensemble d’hypothèses établies en fonction du scénario que nous modélisons, qui interagissent à de multiples reprises avec des éléments d’information clés pour assurer la cohérence des projections. Les résultats d’Avenir énergétique 2023 ne sont pas des prédictions de ce qui pourrait se produire dans l’avenir, mais plutôt le produit de scénarios stylisés fondés sur une prémisse et un ensemble d’hypothèses données.
Rapport Avenir énergétique du Canada en 2023 – Maintenant disponibles, les méthodes de modélisation décrivent le fonctionnement du système de modélisation utilisé et présentent en détail chacun des modèles servant à établir les projections de l’offre, de la demande et des émissions qui figurent dans le rapport.
How we project Canada’s Energy Future
Figure A3.1 : Aperçu du système de modélisation d’Avenir énergétique
Scénarios
Un scénario est une proposition pour l’avenir que nous voulons explorer, par exemple un monde dans lequel les pays respectent leurs engagements en matière de climat ou dans lequel les tendances actuelles se poursuivent.
Hypothèses
Les hypothèses convertissent l’idée sur laquelle repose un scénario en des données qui peuvent servir à produire des modèles énergétiques, par exemple, des tendances en matière de politique ou des coûts de technologies.
Voir les scénarios et les hypothèses d’Avenir énergétique 2023.
Description
Description : Ce schéma illustre de façon simplifiée le flux d’information dans le système de modélisation d’Avenir énergétique. Le tout commence par une prémisse de scénario, qui se développe en des hypothèses d’éléments comme une politique climatique pour le Canada, une technologie, des prix du pétrole et du gaz, une infrastructure et des marchés. Ces hypothèses alimentent les six grands modèles : demande d’énergie, hydrogène, électricité, pétrole brut, gaz naturel et liquides de gaz naturel. Les modèles échangent de l’information entre eux, et tous les modèles échangent de l’information avec la demande d’énergie. Les modèles visant l’hydrogène et l’électricité échangent de l’information entre eux, comme le font ceux pour le pétrole brut, le gaz naturel et les liquides de gaz naturel.
Composantes du système de modélisation d’Avenir énergétique
Figure A3.2 : Aperçu du modèle pour la demande d’énergie et les émissions
Source et Description
Source : Régie de l’énergie du Canada
Description : L’infographie ci-dessus illustre les étapes et les composantes du modèle de la demande d’énergie. Son objectif est de projeter la consommation totale d’énergie au Canada pour chaque province et territoire, par secteur et par type d’énergie pour chaque année de projection. Pour cela, il analyse les tendances futures, qui déterminent les besoins futurs de services utilisant de l’énergie, comme la croissance démographique et économique. Il analyse aussi les tendances des ménages et des entreprises, lesquelles établissent les technologies ou les combustibles qui permettront de satisfaire ces besoins, au nombre desquels figurent les coûts énergétiques et technologiques, les politiques et règlements, et les tendances en matière de comportement humain.
Demande d’énergie et émissions de gaz à effet de serre
Nous produisons les projections de la demande d’énergie au moyen du modèle ENERGY2020, un modèle hybride de l’économie énergétique développé par Systematic Solutions Incorporated. Ce modèle simule la façon dont les technologies liées à l’offre et à la demande d’énergie évoluent en fonction de nombreux facteurs comme l’activité économique, les prix de l’énergie, les décisions des ménages et des entreprises et la politique climatique. Il intègre une foule de types de données passées, notamment sur l’offre et la demande d’énergie, les caractéristiques de la technologie et particularités du marché, les prix de l’énergie et les préférences des consommateurs, à partir desquelles il produit des projections sur l’évolution de la filière énergétique selon différents scénarios. Les tendances macroéconomiques, comme la croissance démographique et économique, sont des facteurs de première importance dans les projections de la consommation d’énergie. Ces tendances proviennent d’un expert de l’extérieur en macroéconomie, Stokes Economics, qui produit des projections économiques personnalisées concordant avec nos hypothèses et nos résultats relativement à l’énergie et aux émissions.
Figure A3.3 : Aperçu du modèle pour l’approvisionnement en électricité
Source et Description
Source : Régie de l’énergie du Canada
Description : L’infographie illustre de façon simplifiée le fonctionnement du modèle d’approvisionnement en électricité. Ce modèle s’applique à chercher le moyen le plus efficace et le plus rentable pour répondre à la demande d’électricité dans chaque région. Il produit le bouquet énergétique optimal, pour une année donnée, qui permettra de répondre à la demande, par exemple les coûts, les prix et la production d’émissions. Il dégage également le meilleur type d’unité de production et l’emplacement idéal de celle-ci pour satisfaire les besoins de chaque province ou territoire, dont la distance par rapport au lieu de production et les limites de la production. Sur une carte du Canada sont présentées les lignes de transport d’électricité interprovinciales et internationales ainsi que les raccordements aux régions peuplées et aux unités de production.
Électricité
Les projections concernant l’électricité proviennent d’un modèle créé par la Régie. Son moteur repose sur l’environnement Python for Power System Analysis (« PyPSA »), un modèle en source libre de planification et de simulation de réseau électrique. Le modèle de la Régie simule la façon dont la demande future d’électricité des différents secteurs de l’économie canadien est satisfaite par un amalgame d’unités de production et de réseaux de transport. Il modélise les unités de production et de stockage d’électricité (y compris leurs caractéristiques techniques et économiques), l’infrastructure de transport, la disponibilité des ressources énergétiques, la demande et les règlements en place. Enfin, il simule le fonctionnement des réseaux électriques à diverses heures.
Figure A3.4 : Aperçu du modèle pour les sables bitumineux
Source et Description
Source : Régie de l’énergie du Canada
Description : L’infographie illustre de façon simplifiée le modèle servant pour le pétrole brut. Ce modèle vise à projeter la production totale provenant des sables bitumineux au cours d’une année donnée. Cette production est estimée en fonction de chaque projet de manière à connaître la production future de bitume, dont celle de pétrole brut synthétique et celle de bitume dilué. Le modèle ventile ces coûts en regard des coûts de production et de l’état d’avancement du projet (à savoir s’il est en production ou non).
Figure A3.5 : Aperçu du modèle pour le pétrole classique
Source et Description
Source : Régie de l’énergie du Canada
Description : L’infographie illustre de façon simplifiée le modèle servant à projeter la production canadienne totale de pétrole classique, de pétrole de réservoirs étanches et de pétrole de schiste durant une année donnée. Le modèle comprend les éléments suivants :
- Production de pétrole classique de l’Ouest canadien provenant des nouveaux puits, ainsi que les revenus totaux et les particularités des puits (comme la profondeur et l’âge);
- Production de pétrole classique de l’Ouest canadien provenant de vieux puits, en tenant compte de l’ensemble des puits et de la diminution de la production de pétrole;
- Production de pétrole de cinq grands projets au large des côtes de Terre-Neuve-et-Labrador;
- Évolution de la production dans les autres régions au Canada : Territoires du Nord-Ouest, Nouveau-Brunswick et Ontario.
L’infographie présente aussi les regroupements faits par PetroCUBE dans l’Ouest canadien, qui réunissent le pétrole classique selon les catégories lourd et léger, classique, réservoirs étanches et schiste et selon les zones peu profondes à profondes.
Pétrole brut
Ce module propose des projections de la production de pétrole brut dans les diverses régions et pour les divers types de brut au Canada, en fonction de nos hypothèses de prix et d’autres éléments comme la tarification du carbone et les avancées technologiques. Il comprend un module particulier pour les sables bitumineux et un autre pour la production non bitumineuse dans l’Ouest du Canada, ainsi qu’une analyse pour d’autres régions au pays, dont la production au large de la côte est.
Figure A3.6 : Aperçu du modèle pour le gaz naturel
Source et Description
Source : Régie de l’énergie du Canada
Description : L’infographie illustre de façon simplifiée le modèle servant à déterminer la production canadienne totale de gaz naturel durant une année donnée. Le modèle comprend les éléments suivants :
- Production de gaz naturel provenant des nouveaux puits, ainsi que les revenus totaux et les particularités des puits (comme la profondeur et l’âge);
- Production de gaz naturel provenant de vieux puits par groupes, en tenant compte de l’ensemble des puits et de la diminution de la production de gaz naturel;
- Évolution de la production dans les autres régions au Canada : Territoires du Nord-Ouest, Nouveau-Brunswick et Ontario.
Gaz naturel
Ce module estime la production de gaz naturel sur l’ensemble du territoire canadien. Il repose sur des hypothèses pour les prix du pétrole et du gaz naturel et les exportations de GNL ainsi que sur une estimation de la production de pétrole brut issue du module sur l’approvisionnement en pétrole et d’autres facteurs comme les avancées technologiques et l’évolution des politiques. Ce module inclut le modèle de productibilité du gaz naturel dans le bassin sédimentaire de l’Ouest canadien et une analyse des tendances dans les autres régions productrices (p. ex., le Nouveau-Brunswick).
Figure A3.7 : Aperçu du modèle pour les liquides de gaz naturel
Source et Description
Source : Régie de l’énergie du Canada
Description : L’infographie illustre de façon simplifiée le modèle d’approvisionnement et d’utilisation des LGN. Le modèle sert à déterminer la production et la demande canadiennes projetées par type de LGN au cours d’une année donnée.
Liquides de gaz naturel
Ce module produit des estimations de l’offre et de la demande de LGN au Canada. Il fait une simulation pour quatre catégories de liquides, soit l’éthane, le butane, le propane et le condensat et pentane plus. Pour chaque liquide, il estime la production, l’offre et la demande dans chaque province et territoire.
Figure A3.8 : Aperçu du modèle pour l’offre d’hydrogène
Source et Description
Source : Régie de l’énergie du Canada
Description : Cette infographie illustre le modèle d’offre d’hydrogène. Des coûts de production sont rattachés à chaque technologie, à savoir le coût en capital, le coût du combustible, le coût de la charge d’alimentation, le coût des émissions, les coûts d’exploitation et d’entretien, les coûts de transport et les coûts de distribution et de stockage. On utilise les coûts de production comme données de départ dans les équations portant sur le choix des consommateurs, ce qui permet de connaître la part de marché de chaque technologie de production, les importations, les exportations et les prix marginaux. Les prix de l’hydrogène qui en découlent sont calculés pour chaque région et chaque secteur d’activités. Le modèle calcule aussi la demande d’énergie et les émissions provenant de la production d’hydrogène, dont la consommation d’énergie associée à la combustion et à la charge d’alimentation, ainsi que les émissions qui sont séquestrées (par des technologies de captage et de stockage du carbone).
Hydrogène
Le module d’offre d’hydrogène simule la production de celui-ci pour satisfaire la demande et les exportations. Cette information se trouve dans ENERGY2020, un modèle hybride de l’économie énergétique décrit dans la section portant sur la demande d’énergie et les émissions. Ce module prend en compte l’électrolyse, le gaz naturel jumelé au CUSC et la biomasse comme principales techniques de production.
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