La filière des réseaux intelligents

TECHNOLOGIES

> SMART GRIDS VS SMART METERS

Traditionnellement, les acteurs de l’électricité différenciaient les smart grids/réseaux intelligents et les smart meters/compteurs communicant comme suit :

• Smart grid : le smart grid est un réseau de distribution d’électricité « intelligent » qui utilise des technologies informatiques de manière à optimiser la production et la distribution et mieux mettre en relation l’offre et la demande entre les producteurs et les consommateurs d’électricité.
• Smart meter : le compteur communicant est un compteur disposant de technologies avancées, qui identifient de manière plus détaillée et précise, et éventuellement en temps réel, la consommation énergétique d’un foyer, d’un bâtiment ou d’une entreprise. Le smart meter est par ailleurs capable de donner une facturation par tranches horaires, permettant de jouer sur les heures de consommation pour favoriser une meilleure utilisation du réseau électrique. Le compteur possède par ailleurs des « fonctions à distance » : lecture à distance des enregistrements (de différentes données de comptage) à fréquence définie d’une part ; et commande à distance de fonctions associées au compteur d’autre part (ouverture, fermeture, limitation de puissance, prépaiement…).
  

Aujourd’hui, pour la plupart des acteurs, la notion de smart grid englobe celle de smart meter, comme un composant permettant de faire remonter des informations utiles plus en amont et de développer des services en aval.
Les smart grids se composent par ailleurs de diverses technologies, toutes détaillées dans la chaîne de valeur technologique de la cartographie smartgrids.

> RÉSEAUX ACTUELS VS INTELLIGENTS

*Réseau bidirectionnel : Suite à l’intégration des énergies renouvelables notamment, les réseaux de distribution vont également devenir des réseaux de collecte de la production d’électricité, réalisant ainsi une transformation profonde vers un fonctionnement bidirectionnel.

OBJECTIFS

Parmi les divers objectifs liés au développement des smart grids, l’on peut notamment citer les suivants :

• Intégrer :
  • Les énergies renouvelables (décentralisées & intermittentes)
  • Le stockage d’énergie
  • Les véhicules électriques et hybrides rechargeables
  • Les bâtiments à énergie positive
• Accroître l’efficacité énergétique.
• Maîtriser la Demande en Énergie (MDE).
• Équilibrer le réseau : l’offre doit être égal à la demande.
• Éviter les coupures d’approvisionnement énergétique (« black-out »).
• Diminuer les pics de tension/consommation.
• Relever et gérer des données de consommation précises.
• Réduire l’impact environnemental (CO2).

SOLUTIONS

> DEMAND SIDE MANAGEMENT

Le Demand Side Management (DSM), Maîtrise de la Demande de l’Energie (MDE), ou encore Gestion Active de la Demande (GAD), suit les mêmes objectifs généraux que ceux des Smart Grids : accroître l’efficacité énergétique, équilibrer le réseau, diminuer les pics de consommation… Il se traduit par la mise en œuvre de programmes par les acteurs du marché , pouvant amener le consommateur à modifier son volume d’énergie consommée ou ses périodes d’usages. In fine, le DSM permet l’atteinte de l’équilibre de manière optimisée (à moindre coût et de la manière la moins complexe).
Tableau : Le DSM en cinq questions

• Qui ? Producteurs – GRT/GRD – Fournisseurs – Agrégateurs
• Quoi ? Demand Reponse & Efficacité Energét.
• Comment ? Prix de déséquilibre
• Pour qui ? Consommateur final
• Pourquoi ? ↑↓Consommation NRJ ↑↓Périodes d’usages

> EFFICACITÉ ENERGÉTIQUE

Traditionnellement, des centrales de pointe sont mobilisées pour augmenter la production d’énergie et ainsi satisfaire la demande. Le DSM fonctionne inversement : il n’agit non pas du côté du producteur, mais du côté du consommateur final. C’est bien de la sorte que l’on atteint l’efficacité énergétique : en cas de surconsommation sur le réseau, une tarification spécifique permet d’enclencher une diminution de la consommation des clients finaux.

> DEMAND RESPONSE

Le Demand Reponse (DR), compris dans le DSM, peut être défini comme « le changement d’utilisation de l’électricité par le consommateur final par rapport à l’usage habituel en réponse aux changements de prix de l’électricité au cours du temps, ou des remboursements destinés à diminuer l’usage de l’électricité lors de maxima des prix dans le marché de gros ou lors d’instabilité du réseau électrique » (Source: Wikipédia – Réponse à la demande).
La première solution évoquée peut être typiquement liée à tarification de l’électricité en fonction des pics ou creux de consommation, tandis que la seconde se réfère à la « rémunération de flexibilité ».
DR et DSM peuvent facilement se confondre, puisque qu’ils agissent tous deux du côté du consommateur final, et visent à changer son volume et son profil de consommation. Le DSM englobe cependant bien le DR, en plus de l’efficacité énergétique. Notons par ailleurs la différence fondamentale de l’échelle de temps visée :

• Le DSM vise le moyen et long terme, par son axe efficacité énergétique, et s’applique au marché day-ahead (marché du jour précédant la livraison physique d’électricité).
• Le DSM vise également le court terme (événements dit instantanés ou imprévus), par le DR, et s’applique au marché imbalance (marché de déséquilibre).

> STOCKAGE

L’électricité n’étant pas stockable, et l’équilibre du réseau étant constamment à maintenir, le recours à des technologies de stockage s’avère indispensable. Parmi celles-ci, l’on peut notamment penser au stockage de l’énergie électrique par le pompage/turbinage, qui permet de stocker l’énergie quand elle est abondante (en pompant l’eau dans un bassin de retenue), pour la déstocker quand elle est nécessaire (par turbinage).
En Belgique, l’on peut à ce titre bien évidemment citer la centrale hydraulique de pompage-turbinage de Coo, qui peut stocker 5 GWh et est activée en période de pics de consommation. La station de pompage-turbinage de la Plate Taille, de plus petite taille, constitue un autre bon exemple. A l’avenir, il est de grand intérêt d’augmenter les capacités de pompage turbinage pour faciliter la gestion de l’offre et de la demande, et pour intégrer de plus grandes quantités de renouvelables par ailleurs.

> VÉHICULES ÉLECTRIQUES

Les véhicules électriques constituent très clairement une technologie à utiliser conjointement aux smart grids, du fait de leur caractère électrique d’une part, et du fait de leur capacité à jouer un rôle actif dans la gestion du maintien de l’équilibre réseau. Les voitures électriques peuvent en effet servir de stockage tampon pour limiter les variations de consommation. Lorsque la demande est faible, comme la nuit, les véhicules électriques sont chargés au maximum pour éviter les surproductions la journée. A l’inverse, lors de brefs pics de demande, les voitures électriques connectées pourraient décharger quelques kilowattheures sur le réseau pour contribuer à gommer ces pointes.