Bilan

L’informatisation des réseaux électriques promet une révolution pour les consommateurs

Aujourd’hui, les réseaux électriques ont une structure centralisée, alimentés par de grandes centrales principalement thermiques. Les réseaux intelligents du futur seront beaucoup plus complexes, et vont gérer plusieurs nouveaux composants du réseau tels que les véhicules électriques, les centrales de production décentralisée, les différents types de stockage, ainsi qu’effectuer la gestion intelligente de la demande d’électricité. Cela veut dire que les Smart Grids seront capables de transporter l’énergie et l’information dans les deux sens entre producteurs et consommateurs et feront communiquer les milliers d’appareils et de capteurs dispersés dans le réseau.

L’intelligence de ce réseau résidera dans sa capacité à «capter» un état spécifique du système dans tous ses points et de contrôler cet état automatiquement ou à distance. Les réseaux seront capables de s’auto-reconfigurer lors d’une panne ou d’une surcharge. Ils deviendront proactifs et interactifs. L’équilibre entre production et consommation sera maintenu même dans le cas d’une forte pénétration des énergies renouvelables, qui sont dépendantes des conditions météorologiques.

Les Smart Grids agissent ainsi sur la consommation afin d’encourager le consommateur à optimiser sa consommation ainsi que sa facture. Cela est possible grâce à des nouveaux produits introduisant des plans tarifaires plus dynamiques, des compteurs intelligents (les «Smart Meters») ainsi que des systèmes d’affichage (displays, smartphones, PC). Ces technologies agissent aussi sur la production et le stockage  afin d’améliorer le mix de production et d’utiliser de préférence l’énergie produite à proximité et provenant des sources renouvelables. Enfin, équiper les réseaux d’ensembles de technologies avancées permet le suivi et la communication en temps réel avec l’introduction d’une forme d’intelligence locale, capable de trouver les solutions sur place ou en collaboration avec le réseau voisin.

Une vague mondiale

Dans le monde entier, la mise en pratique des Smart Grids a déjà commencé. Plusieurs acteurs importants ont entamé l’implémentation des compteurs intelligents («Smart Metering»), le premier pas vers les Smart Grids. Les consommateurs finaux dans certains pays, comme l’Italie ou la Suède, sont déjà équipés de ces compteurs aidant à contrôler mieux leur consommation et à modifier leur comportement afin d’atteindre des économies d’énergie et de coûts. Les Etats-Unis connaissent un véritable essor des projets liés au Smart Metering / Smart Grids. Un budget d’environ 4 milliards de dollars a été alloué au développement et à l’implémentation des Smart Grids.

En Europe, la Commission Européenne a recommandé d’équiper de compteurs intelligents 80% des foyers d’ici à 2020, pour mettre en œuvre les engagements du Paquet Energie-Climat. En France, quelques 300.000 compteurs intelligents ont été déployés et l’opérateur des réseaux électriques ERDF se prépare à tester les possibilités qui s’offrent pour l’implémentation des Smart Grids. Au Japon, le Ministère d’Economie, Commerce et Industrie a lancé 4 projets de démonstration ainsi que la "Japan Smart Community Alliance" (JSCA), dédiée à la recherche sur les Smart Grids et regroupant 286 partenaires universitaires et industriels. Les industriels tels que Areva T&D, General Electric et autres ainsi que les spécialistes des technologies de l’information tels que Cisco, IBM et Microsoft sont en train de développer de nouveaux outils. Google a lancé le « Power Meter », à l’aide duquel il est possible de contrôler sa consommation d’électricité en temps réel sur internet. General Electric travaille sur un projet de démonstration des Smart Grids sur un espace de 10'000 m2 en ville de Yangzhou en Chine avec le but d’équiper la ville entière de toute sortes d’applications « end-to-end », comme le comptage intelligent, l’automatisation des réseaux de distribution ou encore l’introduction d’écrans domestiques dédiés au contrôle de la consommation d’énergie.

En Suisse, il existe un grand potentiel d’implémentation du Smart Metering  et des Smart Grids. Des projets-pilotes sont en cours chez plusieurs distributeurs. Plusieurs projets de recherche sont également soutenus par l’Office Fédéral de l’Energie, comme par exemple le projet international de recherche ERA-NET. Le projet VEiN (Verteilte Einspeisung in Niederspannungsnetze) étudie sur un site pilote à Rheinfelden la problématique de l’insertion de sources de production décentralisée dans les réseaux basse tension. A Lausanne, Neo Technologies, en collaboration avec des experts en audit énergétique (Signaterre), un propriétaire d’immeubles (Realstone) et les Services Industriels de la ville de Lausanne, ont également mis en place un pilote de comptage intelligent. Pilote à partir duquel de nouvelles fonctionnalités offertes par les Smart Grids vont être développées et testées.

Une gigantesque opportunité technologique

Plusieurs composantes doivent être intégrées aux réseaux électriques afin de permettre l’interactivité entre les producteurs et les consommateurs, l’intégration des multiples sources d’énergie renouvelable, la gestion des différents systèmes de stockage et des flux d’énergie bidirectionnels résultant des variations d’injections et de soutirage dans de multiples points du réseau. Parmi d’autres, les technologies suivantes sont nécessaires pour mettre en place une infrastructure Smart Grid :

-Technologies de communication: ce sont les technologies haut-débit bidirectionnelles permettant l’échange d’information en temps réel. L’architecture doit présenter un environnement « plug-and-play » assurant un échange d’information sécurisé entre toutes les composantes, les consommateurs et les gestionnaires du réseau.

-Compteurs et capteurs forment les technologies qui évaluent l’état des équipements et donc l’intégrité et la stabilité du réseau entier.

-Composantes spécifiques Smart Grids: ces composantes vont utiliser les dernières découvertes et développements dans les domaines des matériaux, supraconductivité, microélectronique ainsi qu’électronique de puissance, stockage d’énergie etc. pour permettre l’amélioration de l’efficacité et de la fiabilité d’approvisionnement, la diminution des pertes et le diagnostic on-line.

-Méthodes de contrôle avancées: ce sont les algorithmes capables d’effectuer le monitoring et le diagnostic rapide ainsi que de trouver la réponse adaptée sur place. Ces méthodes seront responsables de l’interfaçage des participants au niveau du marché d’électricité. Tous ces domaines de compétence correspondent à des dizaines voire des centaines de technologies existantes ou en développement. Cela représente un immense défi ainsi qu’une opportunité pour divers acteurs industriels.

 

Nouveaux services et baisse de coûts

L’implémentation des Smart Grids va apporter de nombreux avantages. Pour les consommateurs, l’installation du comptage intelligent permettra de visualiser la consommation quasi en temps réel, aussi bien d’électricité que d’autres énergies (gaz, chaleur, eau). Combinée avec le choix du plan tarifaire, cette visibilité permettra non seulement des économies d’énergie mais aussi la réduction des coûts. Le choix entre plusieurs types d’énergie consommée (éolienne, solaire, fossile) sera possible. Les systèmes automatisés seront capables de commander les équipements à distance en temps réel afin de mieux exploiter les ressources d’énergie renouvelable, tout en tenant compte des profils de consommation individuels. Les consommateurs possédant des panneaux solaires ou des mini-éoliennes pourront participer au marché d’électricité local. Il sera possible de pouvoir recharger les voitures électriques au moment le plus opportun grâce au surplus d’énergie produite par les panneaux solaires.

Du point de vue de l’environnement, les équipements des Smart Grids permettront aux appareils ménagers d’utiliser l’énergie de façon flexible, quand elle est le plus disponible ainsi que de la stocker. Cela va permettre une plus large intégration des petites sources d’énergie renouvelable et l’utilisation plus efficace des ressources énergétiques.

Pour les réseaux électriques, divers avantages se présentent. La transmission et la distribution d’électricité sera plus efficace. La fiabilité de l’approvisionnement s’améliorera. La reconstitution du réseau sera plus rapide après les blackouts. Les distributeurs diminueront leurs coûts de maintenance et pourront le répercuter sur les consommateurs. La réduction de la demande en heures pleines contribuera à réduire les prix de l’électricité. Enfin, la production décentralisée et les énergies renouvelables seront mieux intégrées.

Au niveau suisse, les petits distributeurs ne seront cependant pas en mesure de développer et de mettre en place leurs propres systèmes de Smart Grids. Pour les grands, les investissements dans la R&D ainsi que dans l’infrastructure seront considérables. A cela s’ajoute la problématique de l’ouverture totale du marché de l’électricité qui va nécessiter des échanges de données de plus en plus complexes.  Il serait donc opportun pour tous les acteurs du marché national de l’énergie de tendre vers l’utilisation de plateformes communes, interopérables et utilisant les standards européens.

A partir de ces plateformes, différents services, y compris personnalisés, pourront être développés par chaque distributeur, permettant son positionnement sur le marché de l’électricité vis-à-vis de ses concurrents. Dans ce contexte, des mesures rigoureuses sur la protection de données devront être prises au niveau national. La question de l’interopérabilité avec les standards et les systèmes européens doit également être prise en compte. Enfin l’ensemble des modèles d’affaires des distributeurs pourraient être revus. A l’instar de ce qui s’est produit avec les télécoms il y a quelques années, les Smart Grids promettent plus de concurrence et plus de services. Le consommateur a tout à y gagner.

 

 

De l’électricité verte pour tous

Dans un réseau électrique, les électrons produits par des énergies renouvelables ne se distinguent pas de ceux issus du nucléaire ou des énergies fossiles. Pourtant une partie non négligeable des consommateurs  (15% à Genève) acceptent désormais de payer un peu plus pour du courant certifié vert.

Pour répondre à cette demande, l’Europe a mis en place un système de certification (Renewable Energy Certificate) qui source le courant et garantit son origine renouvelable. Mais sans la bonne volonté de quelques compagnies électriques, ce marché est pour l’heure resté confiné aux entreprises. Pour en simplifier et en mutualiser l’accès aux ménages, la start-up All New Power à Nyon  vient de lancer une plate-forme web qui permet à tout un chacun de « sourcer » son électricité grâce à ces certificats d’origine renouvelable.

Emeric Studer, co-fondateur de l’entreprise, croît si fort à ce marché qu’il compte réinvestir les profits dans la création de nouveaux parcs solaires et éoliens. Un nouveau modèle d’affaires pour les compagnies électriques? (FD)

 

 

Deutsche zusammenfassung

Startschuss für Smart Grids in der Schweiz

Intelligente Stromnetze, auch Smart Grids genannt, integrieren hochentwickelte Informatiktechnologien in Stromverteilungsnetze. Damit kann ein Maximum an erneuerbarer Energien verwendet und der Stromverbrauch gesteuert werden. Das Bundesamt für Energie schätzt, dass dadurch 10 bis 15 Prozent des Energieverbrauchs eingespart werden können.

Mit Smart Grids werden zwischen Produzenten und Verbrauchern in beiden Richtungen Energie und Informationen übertragen, wobei Tausende Geräte und im Stromnetz verteilte Sensoren aktiviert werden. Die Schweiz besitzt diesbezüglich ein grosses Potential. In Lausanne hat Neo Technologies in Zusammenarbeit mit Experten für Energieprüfungen (Signaterre), einem Immobilienbesitzer (Realstone) und den Stadtwerken ein Pilotprojekt mit intelligenten Zählern gestartet.

Elvira Kaegi

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