Vous avez peut-être entendu parler du réseau intelligent aux informations ou par votre fournisseur d’énergie. Mais tout le monde ne sait pas ce qu’est le réseau, et encore moins le Smart Grid. « Le réseau » désigne le réseau électrique, un réseau de lignes de transmission, de sous-stations, de transformateurs et autres qui acheminent l’électricité de la centrale vers votre domicile ou votre entreprise. C’est ce que vous branchez lorsque vous allumez votre interrupteur ou que vous mettez votre ordinateur sous tension. Notre réseau électrique actuel a été construit dans les années 1890 et amélioré au fur et à mesure des avancées technologiques de chaque décennie.
Aujourd’hui, il se compose de plus de 9 200 unités de production électrique d’une capacité de plus d’un million de mégawatts, reliées à plus de 300 000 miles de lignes de transmission. Bien que le réseau électrique soit considéré comme une merveille d’ingénierie, nous étendons sa nature fragmentée à sa capacité. Pour aller de l’avant, nous avons besoin d’un nouveau type de réseau électrique, un réseau qui soit construit de la base vers le sommet pour gérer la vague d’équipements numériques et informatisés et la technologie qui en dépend, et qui puisse automatiser et gérer la complexité et les besoins croissants de l’électricité au XXIe siècle.
Pour soulager le réseau électrique en déplaçant la charge
La consommation électrique est soumise à de fortes fluctuations au cours de la journée. Vers midi, les fournisseurs d’énergie enregistrent régulièrement des valeurs de pointe, qui se stabilisent à nouveau le soir et la nuit, parallèlement à la diminution de l’activité des personnes. Il est intéressant de noter que cela s’intègre assez bien dans la production d’électricité à partir de systèmes photovoltaïques, mais le vent souffle juste quand il le veut.
En général, il est souhaitable de rendre ces fluctuations moins importantes. Cependant, il serait encore mieux que la consommation s’adapte à la situation météorologique. Après tout, lorsque le vent souffle fort ou que le soleil descend du ciel, une grande quantité d’électricité est injectée dans le système. Si la consommation ne suit pas exactement à ce moment-là, le prix de l’électricité en bourse va s’effondrer. C’est exactement le contraire qui se produit lorsque la demande d’électricité est élevée, mais que le temps ne joue pas en sa faveur. Dans les cas extrêmes, lorsqu’une forte demande dépasse soudainement la production actuelle de manière considérable et imprévue, il faut activer ce qu’on appelle l’énergie de contrôle. Les turbines à gaz inutilisées sont immédiatement mises en service ou les centrales de pompage-turbinage sont vidées de leur fluide. Cela coûte beaucoup d’argent. Il n’est donc pas rare que les prix de la production soient jusqu’à 20 fois plus élevés.
Bien sûr, personne ne souhaite cela. Par conséquent, une des exigences est de concevoir le réseau électrique de manière si intelligente qu’il devienne possible d’utiliser un signal de prix pour motiver les consommateurs à reporter leur consommation d’électricité, ce qui n’est pas absolument nécessaire à un moment donné, jusqu’à ce que des temps meilleurs arrivent.
Dans l’industrie, cela pourrait signifier certains processus de production qui sont reportés du jour à la nuit. Dans les ménages privés, par exemple, il peut s’agir de processus de lavage ou du congélateur, qui maintient parfois sa température dans des limites raisonnables pendant quelques heures sans électricité. Ainsi, dans le ménage, il y a des processus de consommation d’électricité qui pourraient être reportés pendant un court laps de temps, passer l’aspirateur non pas à midi mais l’après-midi. Il en va de même pour la recharge des voitures électriques, par exemple, lorsque le prochain grand voyage n’est pas demain mais après-demain.
De tels changements de comportement qui déplacent la charge électrique pourraient être obtenus par le prix de l’électricité. Cependant, ce prix devrait également être transmis aux ménages en temps réel, ce sur quoi travaillent de nombreux fournisseurs d’énergie. Un tel signal de prix est ensuite traité dans les ménages par un système correspondant, dont l’unité centrale est le compteur intelligent, et transmis aux machines.
Le scénario de vie avec le réseau intelligent
Un prix du kilowattheure en temps réel est calculé à partir des données actuelles sur la production et la consommation d’électricité. Ce prix en temps réel est transmis des fournisseurs d’électricité aux clients via des compteurs intelligents. Les consommateurs d’électricité ont installé dans leurs foyers des systèmes avec lesquels toutes les machines consommant de l’énergie sont mises en réseau. Ces machines ou un boîtier de commande correspondant peuvent traiter les signaux de prix.
Si l’on imagine maintenant que des millions de machines à laver sont offertes gratuitement au réseau intelligent, les fournisseurs d’énergie pourraient lisser les pics de charge prévus en maintenant les machines en attente. À l’inverse, si une tempête est prévue, par exemple, pour que les éoliennes produisent à pleine vitesse de l’électricité bon marché, les millions de machines pourraient être activées pour utiliser cette électricité bon marché. Pour mobiliser tout le potentiel d’un réseau intelligent, tous les acteurs doivent travailler ensemble.
Mais pourquoi un consommateur qui paie 60 euros par mois pour son électricité devrait-il acheter l’équipement technique nécessaire si, comme le prédisent les scientifiques, il n’économise qu’environ un quart ? Les tarifs de l’électricité devront probablement faire beaucoup plus référence à la situation du réseau dans une mesure inconnue jusqu’à présent afin de mobiliser la motivation des consommateurs finaux. Au lieu de payer en moyenne 0,35 euros pour un kilowattheure à toute heure du jour ou de la nuit, comme c’est le cas actuellement, nous verrons peut-être des prix de 0,00 à X euros pour un kilowattheure dans le réseau intelligent du futur.
Il sera peut-être même possible d’obtenir de l’argent si, dans une situation de production très spécifique, vous mettez votre stockage d’électricité à disposition pour y « consommer » de l’électricité. Comment cela se fait-il ? Même aujourd’hui, dans certaines situations météorologiques, aux heures où l’on consomme très peu, la situation des « prix négatifs » se produit : les fournisseurs d’énergie ont tellement d’électricité dans le système qu’ils ne savent pas où la mettre et sont prêts à payer à chacun quelque chose s’il se contente de la prendre. Parce que trop d’électricité est aussi critique dans le réseau électrique que trop peu.
Les ménages pourraient économiser
La Fondation pour l’énergie et la protection du climat de Stuttgart a décerné des prix à trois doctorants dans le cadre de sa campagne. Dans une thèse de doctorat primée, le professionnel traite des potentiels de ce que l’on appelle le « transfert de charge ». Il a examiné plus particulièrement les marchés de l’électricité en Allemagne et en Autriche et, à l’aide de divers scénarios hypothétiques, a calculé le potentiel d’économies financières pour les ménages privés si la consommation d’électricité était mieux coordonnée avec sa production. C’est beaucoup, c’est un peu ? C’est difficile à dire. L’important est que les consommateurs ne seront finalement prêts à programmer leur consommation d’électricité de manière à ce qu’elle soit mieux adaptée à la situation de production que s’ils bénéficient de fortes incitations financières. Il s’agit précisément de permettre aux consommateurs d’électricité d’utiliser à l’avenir l’intelligence de plus en plus sophistiquée du réseau électrique à leur avantage.