InduStore

En réduisant les coûts énergétiques et en créant de nouvelles sources de profit, InduStore permettra aux sites industriels d'accroître leur compétitivité. De plus, une meilleure gestion de l'énergie des grands consommateurs industriels peut lisser les pics de consommation et permettre ainsi une augmentation des énergies renouvelables dans le mix énergétique tout en réduisant le risque de panne d'électricité.

Pour améliorer leur compétitivité les industries belges et européennes doivent continuellement innover tout en maitrisant leurs coûts. Dans un secteur électrique en pleine mutation, l’accroissement des énergies renouvelables dans le mix énergétique occasionne une augmentation de la volatilité des prix, et rend la production d’électricité moins contrôlable. Les industries dont la consommation électrique est importante doivent par conséquent s’adapter, de manière à bénéficier des prix bas (voire négatifs) lorsque l’offre est élevée, et à pouvoir rendre des services rémunérés au système électrique pour l’équilibrage et la levée de congestion. Cette dernière constatation est confortée par la tendance actuelle des gestionnaires de réseaux et les acteurs commerciaux agissant comme (ou pour un) responsable d’équilibre à tenter de favoriser et exploiter la flexibilité des consommateurs, voire des prosumers, étant donné qu’à petite ou grande échelle, les consommateurs sont de plus auto-producteurs (production distribuée). Par exemple une initiative comme GREDOR met en place des outils pour exploiter cette flexibilité. Encore faut-il que cette flexibilité soit mise à disposition. Dans le cas des clients résidentiels, les comportements de consommation sont variables mais relativement simples. La complexité provient de la nécessité d’agréger un grand nombre d’entre eux afin de rendre des services d’ampleur significative. Dans InduStore nous ne nous intéressons pas à cette partie de la demande, mais à la partie de la demande issue de l’activité industrielle, qui est potentiellement de grande ampleur pour un seul site, mais est beaucoup plus difficilement modélisable et contrôlable étant donné la complexité des processus et des contraintes de production.

Idéalement donc l’adaptation d’une industrie aux nouvelles tendances du secteur électrique doit se faire à travers l’optimisation des plans de production à l’échelle d’un site industriel, et à un horizon de quelques jours. Elle requiert des mesures afin de pouvoir caractériser empiriquement les processus, ainsi qu’un contrôle centralisé des processus. La plupart du temps les mesures existent, et la centralisation et la capacité de contrôle peuvent être obtenues par l’addition d’une couche de communication aux différents processus. Nous nous intéresserons principalement à l’élaboration d’outils d’aide à la décision pour répondre à la question sensible de l’emploi de ces capacités de contrôle. À cette fin, ce projet propose une modélisation adaptée des processus et des possibilités de stockages et, ensuite, une analyse des variables de décision : comment agencer le déroulement des processus, comment planifier le soutirage et l’injection dans le réseau, l’autoproduction, le stockage (de coproduits), l’achat d’électricité sur le marché de gros ou les contrats long terme. Finalement, les contraintes qui gouvernent le fonctionnement du site doivent être prises en compte : délais de production, contraintes de gestion des ressources humaines, …

Les possibilités de valorisation d’une approche de ce type sont nombreuses. D’une part, la mesure et l’analyse des principaux postes consommateurs d’électricité d’une entreprise apportent à elles seules des indicateurs clés aux dirigeants. À court terme, par une planification optimisée, elle permet à l’industriel de soumettre de meilleures nominations si il est responsable d’équilibre (ou de renégocier un contrat avec son responsable d’équilibre délégué sinon) afin d’éviter des pénalités ou des contrats désavantageux et de prendre en compte la variabilité du prix de l’électricité, voire être actif sur le marché, pour minimiser les coûts d’approvisionnement en électricité. Par une capacité à réagir en temps réel (15 minutes), cette approche permet à l’industriel de réellement satisfaire les nominations et de vendre sa capacité de flexibilité, pour le balancing ou la résolution de congestions, ce qui peut se révéler financièrement intéressant. Le fait de bien connaître les processus et leur organisation du point de vue de leur consommation en énergies offre à l’industriel des possibilités de valorisation à long terme : renégocier les contrats de raccordement et de fourniture, améliorer la politique d’investissement, en sachant mieux comment investir dans de la capacité de stockage ou d’autoproduction d’une part, ou en décidant de flexibiliser d’avantage les processus ou d’investir dans des machines plus économes d’autre part.

Notre projet s’adresse donc aux différents secteurs industriels ayant une consommation significative d’électricité, qui disposent de flexibilité dans leurs processus et leur agencement et/ou de coproduits stockables et convertibles en électricité. En Europe, ces secteurs sont principalement la sidérurgie, la chimie et pétrochimie, la production de papier et carton, l’industrie du bois ainsi que l’agro-alimentaire. Le nombre et les caractéristiques pertinentes des sites industriels cibles, par secteur en Europe, est difficile à évaluer et sera une étape clé dans le cadre de ce projet. Vu le nombre de secteurs et l’importance de chacun, on peut néanmoins déjà deviner à ce stade que le marché est très large. Ensuite, une étape de modélisation des processus sera réalisée afin de déterminer les caractéristiques nécessaires pour en extraire la flexibilité. L’objectif est d’établir des méthodes de calibrage automatique des modèles grâce aux données mesurées. L’étape suivante consistera à réaliser un logiciel suffisamment général que pour pouvoir représenter les processus industriels les plus répandus et leurs interconnections au sein d’un site. Cette étape sera accompagnée d’une étude et d’une implémentation des solutions algorithmiques permettant de résoudre efficacement et de manière robuste les problèmes posés.

InduStore est un projet ambitieux avec un impact économique réel, par l’optimisation des ressources énergétiques qu’il réalise et par la mise à disposition de services de flexibilité au système électrique. De plus, il prend en compte les répercussions de la flexibilité sur le personnel concerné de manière à assurer un emploi de qualité. InduStore est générateur d’emploi relativement peu qualifié pour les opérateurs du système mis en place, et d’emplois qualifiés (informatique, modélisation) pour l’installation et le démarrage du système. Par ailleurs s’il rend plus compétitives nos entreprises, il permet également de maintenir de l’emploi en Wallonie.

En résumé les objectifs principaux de ce projet sont (1) de réaliser un logiciel de planification court terme et un logiciel de correction temps réel permettant de valoriser la flexibilité de la consommation des sites industriels, (2) de mettre en place des techniques automatiques de calibrage des modèles et (3) d’établir une connaissance du domaine et une étude des industries cibles.