Decarbonisation scenario of electricity sector in Vietnam

La question de la réduction des émissions de CO2 est aujourd’hui clairement posée dans le monde entier et la COP21 a mis en évidence les nouvelles exigences internationales auxquelles les pays pourraient ou devraient être confrontées à court terme. L’objectif fondamental de la thèse consiste à contribuer à l’identification des solutions possibles dans le domaine de la production croissante d’électricité dans un pays en développement, le Vietnam, en tenant compte de la nécessaire réduction des sources d’énergie carbonées. Dans ce but, plusieurs scénarios concernant le développement du secteur électrique au Vietnam sont construits en vue de mesurer les effets des choix relatifs à la production d’électricité sur les émissions de CO2.Après avoir présenté un panorama de la situation énergétique du Vietnam et mis en évidence l’augmentation rapide de la consommation d’électricité du fait de la pression démographique et de l’expression de nouveaux besoins, la question des importations de charbon et de gaz et celle de la production de nouvelles forme d’énergie sont posées, au regard des contraintes économiques, mais aussi environnementales. Les réflexions théoriques, l’étude de la construction des plans directeurs d’électricité, l’analyse des outils économiques disponibles et l’application des modèles de la prévision de la demande d’énergie permettent de comprendre la complexité du « pari électrique » auquel est confronté le Vietnam. Après une présentation des instruments quantitatifs potentiels de simulation, ELECsim a été choisi pour la modélisation du secteur électrique au Vietnam. Les scénarios se basent sur plusieurs hypothèses concernant l’évolution de la croissance économique et de la démographie, le prix de l’énergie, le développement des technologies de production d’électricité, la valeur déclarée du carbone, les taux d’actualisation et les taux de change. Le Vietnam peut d’abord maîtriser la croissance de la demande par une action forte sur l’efficacité énergétique, tout en réduisant parallèlement à la fois les coûts de production de l’électricité et les émissions de CO2. Plusieurs scenarios sont alors proposés, mettant en évidence à la fois la nécessité de la recherche d’une plus grande efficacité énergétique et la promotion des énergies en bas carbone, dans le cadre d’une réorientation rapide des choix politiques face aux nécessités d’un développement économique accéléré, mais aussi durable. Six scenarios ont été construits, sur la base d’un scenario de référence, insistant successivement sur l’efficacité énergétique, le nucléaire, la technologie CCS, les énergies renouvelables et un mix électrique plus équilibré. La contrainte environnementale globale (réduction des émissions de CO2) est prioritaire dans le processus de construction des scénarios. Cette approche multicritères est très nouvelle au Vietnam, pays plutôt préoccupé, aujourd’hui, par la contrainte des coûts d’approvisionnement. Les scénarios analysés dans la thèse prennent en compte la réduction de l’intensité carbone du secteur électrique du Vietnam. Il est alors proposé, comme seuil du critère de référence, le niveau d’émission de 50 à 80 g/kWh (choisi à partir des seuils étudiés par deux économies asiatiques voisines du Vietnam telles qu’Indonésie et Inde). Les différents mix de production électrique proposés semblent offrir des solutions pertinentes. Elles permettent de relever les défis économiques et environnementaux lié à l’expansion du secteur électrique du Vietnam. L’analyse prend en compte notamment la pression croissante de la demande, la sécurité de l’approvisionnement des combustibles avec des choix alternatifs, la réduction des coûts totaux d’une production électrique élevée, le contrôle de la facture extérieure, la prise en compte de l’impact social (notamment sur la santé des citoyens) et de l’occupation des sols et, enfin, le respect des normes relatives à la protection de l’environnement régional, national et mondial.Reduction of CO2 emissions issue is clearly a world challenge today and COP21 highlighted the international requirements for countries to address related issues in the short and long term. The fundamental objective of the thesis is to contribute to the identification of possible climate policy solutions related to growing electricity production in a developing country, namely Vietnam, taking into account the need to reduce carbon energy sources. For this purpose several scenarios for electricity sector development are constructed in order to measure effects of choices related to the electricity production on CO2 emissions.The thesis presents an overview of the energy situation in Vietnam and highlights the rapid increase in electricity consumption due to population pressure and new needs. It also considers major issues of coal and gas imports, new energy sources, in light of economic constraints but also environmental challenges. The theoretical and analytical chapter reviews the analyses of electricity master plans construction, major available economic tools for energy demand forecast models. This forms the framework to understanding the complexity of the "electric bet" which Vietnam faces. After a presentation of potential quantitative simulation instruments, ELECsim was chosen for modeling the electricity sector in Vietnam. This leads to a comprehensive scenario approach; Scenarios are based on several assumptions about the evolution of economic growth and demographics, energy prices, the power generation technology development, the declared carbon value, discount rates and change rate. As a first step in energy and climate policy Vietnam can control the demand growth by strong action on energy efficiency, while reducing parallel to both the electricity production costs and CO2 emissions. Several scenarios are then proposed, highlighting both the need to search for higher energy efficiency and the promotion of low-carbon energies. Research envisages a rapid shift in policy choices to face the needs of an accelerated but sustainable economic development. Six scenarios were constructed on the basis of a reference scenario, focusing successively on energy efficiency, nuclear, CCS, renewables and a more balanced electricity mix. Environmental constraints (CO2 emissions reduction) have priority in the scenario building process. This multi-criteria approach is very new in Vietnam, a country more familiar with supply cost-based approach. Scenarios analyzed here take into account the carbon intensity reduction of Vietnam's power sector. It is proposed as the benchmark threshold, the emission level of 50-80 g/kWh (similar to reference level studied in two of Vietnam’s neighboring Asian economies such as Indonesia and India). In our research, the different mix of electricity generation offer relevant solutions. They allow meeting the economic and environmental challenges related to the expansion of the Vietnam’s electricity sector. The analysis takes into account several dimensions such as the increasing demand pressure, fuels supply security with alternative choices, reduced high electrical production total costs, control of external bill, considered social impact (especially on health of citizens) and land use and, finally, compliance with standards related to the regional, national and global environment/climate protection