The North American TIMES Energy Model (NATEM)

Issue de l’expérience acquise au travers le développement de nombreux modèles énergétiques (Section Projets), les consultants ESMIA ont conçu leur propre plateforme de modélisation.

La plateforme NATEM permet l’analyse des problématiques énergétiques et la prise de décisions stratégiques suivant plusieurs niveaux de désagrégation géographique. La plateforme a été construite de manière à pouvoir facilement 1) extraire une région d’un ensemble géographique plus large afin d’enrichir la base de données et faciliter les analyses sectorielles à petite échelle, et 2) agréger des régions géographiques permettant des analyses plus globales à grande échelle. Chacun des modèles peut être utilisé en interrelation indirecte (soft-link) ou directe (hard-link) au sein d’un ensemble géographique plus large.

Les modèles ESMIA ont tous été développés à partir du générateur de modèles d’optimisation le plus avancé : The Integrated MARKAL-EFOM System (TIMES). Les générateurs de modèles MARKAL/TIMES sont supportés par le programme ETSAP – Energy Technology Systems Analysis Program de l’Agence internationale de l’énergie (AIE) et présentement utilisés dans plus de 80 institutions réparties dans près de 70 pays.

Échelle provinciale

Map QC2

NATEM-Québec. Extrait du modèle NATEM-Canada, NATEM-Québec a initialement été conçu pour les analyses de cycle de vie (ACV) prospectives des secteurs agricoles. La modélisation du secteur agricole comptant déjà 9 catégories de demande pour les produits agricoles, 400 procédés de transformation, 90 commodités, a été complétée de manière à incorporer et quantifier toutes les relations intrants-sortants (matières premières, flux d’énergies, résidus solides, gazeux, liquides, coproduits) et ce, à toutes les étapes de l’ACV. Chaque secteur peut être désagrégé en fonction d’analyses spécifiques.

Spatiale : Une seule région « Québec », avec données désagrégées en sous-régions 

Temporelle : 2011-2050, 9 périodes et 16 tranches annuelles (4 saisons et 4 périodes journalières).

Échelle régionale

map WEST

NATEM- WEST Canada. Extrait du modèle NATEM-Canada, NATEM-WEST Canada a initialement été créé pour bénéficier d’un cadre d’analyse très complet permettant d’analyser et de définir des stratégies optimales de réduction des émissions de GES. En effet, en tant qu’important producteurs et exportateurs d’énergie, les quatre provinces du Bassin sédimentaire de l’ouest canadien (BSOC) font face à des opportunités et des défis qui doivent être abordés d’une manière particulière, et ce, au profit de toute l’économie canadienne: satisfaire la croissance d’énergie croissante, développer les secteurs énergétiques, tout en réduisant les émissions de GES.

Spatiale : 4 régions correspondantes aux 4 provinces de l’ouest canadien.

Temporelle : 2011-2100, 9 périodes et 16 tranches annuelles (4 saisons et 4 périodes journalières).

Échelle nationale

map Canada

NATEM-Canada. La version la plus récente de NATEM-Canada consitue le modèle d’optimisation multirégional le plus avancé couvrant en détail la grande diversité des systèmes énergétiques canadiens sur un horizon à long terme (jusqu’en 2100). Les bilans énergétiques ont tous été calibrés à l’année de référence 2011. Les bases de données sont constamment révisées et mises à jour à partir des sources de données les plus récentes. Des développements constants permettent l’intégration de fonctions avancées et le raffinement des bases de données.

Avec un niveau de détails particulièrement élevé malgré la taille de la couverture géographique, NATEM-Canada constitue un module important de la plateforme de modélisation nord-américaine NATEM. Le modèle est particulièrement adapté pour analyser toutes problématiques énergétiques pertinentes au Canada : développement des énergies renouvelables dans les régions éloignées, pénétration des énergies intermittentes dans les réseaux, stockage d’énergie, exploration et production de pétrole & gaz non conventionnels, fermeture des centrales au charbon, électrification des transports, projets de stockage et séquestration du carbone, potentiels et effets des économies d’énergie, stratégies d’atténuation des GES (marchés du carbone ou taxes), etc.

Spatiale : 13 régions correspondantes aux 13 Provinces et Territoires du Canada 

Temporelle : 2011-2100, 9 périodes et 16 tranches annuelles (4 saisons et 4 périodes journalières).

Échelle continentale

map NATEM

NATEM. Le modèle NATEM représente le cœur de la plate-forme. C’est un modèle techno-économique, multirégional et intégré couvrant en détail les systèmes énergétiques du Canada, des États-Unis et du Mexique. Le modèle comprend 23 régions géographiques ayant leur propre système énergétique de référence (RES), mais liées entre elles par des flux d’énergie, de matériaux et de permis d’émissions.

Tout en conservant le même niveau élevé de détails de NATEM-Canada, NATEM permet en plus de capturer de manière endogène, les échanges d’énergie entre les marchés nord-américains.

De par leur situation géographique et leur frontière commune, le Canada et les États-Unis font donc face à de nombreuses opportunités et problématiques énergétiques pertinentes à analyser : raffinage ou exportation du bitume canadien, inversion ou construction d’oléoducs, construction de nouvelles interconnexions pour l’exportation d’électricité du Québec et des provinces de l’Atlantique vers la Nouvelle-Angleterre, etc.

Spatiale : 23 régions, incluant 13 régions canadiennes, 9 régions américaines et 1 région mexicaine.

Temporelle : 2011-2100, 9 périodes et 16 tranches annuelles (4 saisons et 4 périodes journalières).

Échelle globale

map GLOBAL

NATEM-Global. NATEM-Global est le modèle nord-américain à 23 régions, lié à un module supplémentaire global permettant de capturer l’offre et la demande énergétique du reste du monde.

Bénéficiant de ressources énergétiques abondantes, le Canada est l’un des plus grands producteurs et exportateurs d’énergie dans le monde. Alors que les exportations aient traditionnellement été destinées aux États-Unis, les producteurs d’énergie cherchent maintenant à diversifier leurs marchés au-delà de l’Amérique du Nord pour écouler leur production croissante et sécuriser leurs revenus d’exportation. Le lien avec un module global permet d’analyser les interactions avec d’autres marchés.

Spatiale : 24 régions, incluant 13 régions canadiennes, 9 régions américaines, 1 région mexicaine et 1 région globale (reste du monde).

Temporelle : 2011-2100, 9 périodes et 16 tranches annuelles (4 saisons et 4 périodes journalières).