The key role of PSPs in the future of sunny countries

Le rôle clé des PSPs dans le futur des pays ensoleillés

Hydrocoop, France

^* Corresponding author: lino@isl.fr

Abstract

The revenue per capita of various countries is quite proportional to their use of energy which in the future will be essentially through electricity from renewable sources. The rich countries of OECD are far from equator and use 10 000 TWh/year for 1.3 billion people, 8 000 kWh per capita. Their revenue per capita is five-fold the revenue of 5 billion people of sunny countries closer to equator which use 8 000 Twh, i.e., 1 600 kWh per capita. The economic progress of sunny countries is based upon a use close to 6 000 or 8 000 kWh for 7 or 8 billion mid-century, i.e., 50 000 TWh/year. All sources beyond solar will be limited in most sunny countries and the future seems based upon photovoltaic energy (PV) available 8 to 10 hours per day at low direct cost along year, possibly for 40 000 TWh. A key problem will be the storage from day to night of up to 15 000 TWh/year. The best solution may be pump storage plants (PSPs) storing some 10 hours/day for 10 000 TWh/year i.e., 30 TWh/day by a capacity of 3 000 or 4 000 GW. Beyond traditional solutions in mountains there are many opportunities of cost-effective PSPs based upon twin dams along large rivers or upon PSPs at sea along cliffs. Various examples are presented.

Résumé

Le revenu par habitant des différents pays est à peu près proportionnel à leur utilisation d’énergie qui sera essentiellement dans le futur l’électricité à base d’énergies renouvelables. Les pays riches de l’OCDE sont éloignés de l’équateur; ils utilisent 10 000 TWh/an pour 1.3 milliard d’habitants, soit 8 000 kWh par habitant. Leur revenu par habitant est 5 fois celui de 5 milliards d’habitants des pays ensoleillés plus proches de l’équateur qui utilisent 8 000 TWh, soit 1 600 kWh par habitant. Le progrès économique de ces pays ensoleillés est basé sur l’utilisation de 6 000 à 8 000 kWh pour 7 à 8 milliards d’habitants au milieu du siècle, c’est-à-dire 50 000 TWh. Toutes les sources d’énergie en dehors du solaire seront limitées dans la plupart des pays ensoleillés, dont l’avenir paraît basé sur l’emploi d’énergie photovoltaïque, économique et disponible 8 à 10 heures par jour tout au long de l’année. Un problème clef est donc le stockage du jour à la nuit d’environ 15 000 TWh/an. La meilleure solution paraît l’usage des stations de pompage (STEPs) pouvant stocker 7 à 10 heures par jour pour 10 000 TWh/an, c’est-à-dire 3 TWh/jour par 3 000 ou 4 000 GW de STEPs. Les solutions traditionnelles peuvent être utilisées dans les zones montagneuses et il y a beaucoup de sites pour des STEPs économiques basées sur des barrages jumeaux (twin dams) ou sur des réservoirs à la mer sur des falaises ou le long des falaises. Divers exemples sont présentés.