Transition énergétique à la maison : tout le monde peut participer au Smart Grid

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L'expansion des énergies renouvelables progresse rapidement et pose de nouveaux défis pour notre réseau électrique. Il est temps de repenser, et vraiment chacun de nous peut aider.

Notre production d'énergie subit une transformation indispensable. Ce lundi, selon l'Agence fédérale allemande des réseaux, 64 % de l'électricité du pays a été produite à partir de sources renouvelables, soit environ 15 % de plus que l'an dernier. C'est une bonne nouvelle, mais c'est aussi un défi. Parce que les sources d'énergie renouvelables ont un gros problème qu'elles ne peuvent pas être contrôlées.

Par exemple, nous pouvons simplement déverser plus de carburant dans une centrale électrique à combustible fossile selon les besoins, et nous obtenons plus d'électricité. Mais le soleil et le vent ne peuvent être contrôlés ; au mieux, ils peuvent être prédits pour quelques heures ou quelques jours.

Cela signifie qu'au lieu d'ajuster la production d'énergie à la consommation aux heures de pointe, comme nous l'avons fait par le passé, nous devons maintenant ajuster la consommation d'énergie à la disponibilité. Ici, la maison intelligente est un très gros bloc de construction et il y a encore un travail sans fin à faire.

Bien sûr, les sources d'énergie aux États-Unis sont très différentes de celles en Europe, avec un mix d'environ 60 % pour les énergies fossiles, et d'environ 21,5 % pour les énergies renouvelables en 2022. Et la part varie beaucoup selon chaque État, dont certains sont aussi grand qu'un pays européen.

En Allemagne, l'électricité est négociée sur la bourse de l'énergie EEX à Leipzig ; les prix, qui varient selon l'heure, sont déterminés lors d'une vente aux enchères à 12h00 la veille et annoncés à partir de 12h40. Plus la part des énergies renouvelables est importante, plus les fluctuations sont importantes. Nous devons en profiter.

Le concept est connu aux États-Unis sous le nom de temps d'utilisation (TOU) et est activé par des compteurs intelligents, mais l'option n'est disponible que chez un nombre limité de fournisseurs de services publics dans certains États américains.

De l'autre côté de l'étang, cependant, il existe déjà plusieurs fournisseurs de tarifs variables d'électricité, par exemple la start-up berlinoise Tibber. Ici, les clients paient un prix de base mensuel et tous les autres coûts sont répercutés directement : les taxes, les frais de réseau, etc. sont ajoutés au prix d'échange EEX réel.

Un tel tarif est le moyen le plus simple et le plus direct d'impliquer tout le monde. En récompensant la consommation d'énergie au bon moment, elle peut être contrôlée, car si vous participez, vous pouvez économiser beaucoup d'argent.

Les possibilités sont infinies. Que le lave-vaisselle intelligent s'allume automatiquement pendant la journée à l'heure la plus pratique, que la voiture électrique remplisse la batterie à moindre coût ou que la pompe à chaleur chauffe le ballon d'eau chaude sanitaire bien isolé au bon moment. Tout n'est qu'une question de contrôle.

Mais il y a un deuxième aspect qui offre tout autant de potentiel : vous pouvez puiser de l'électricité à partir de n'importe quelle prise et également la réinjecter dans le réseau domestique via n'importe quelle prise via un onduleur synchronisé avec le réseau. Les batteries à la maison pourraient donc être remplies à des moments favorables, et l'électricité pourrait alors être injectée dans le réseau domestique à des heures à prix élevé et utilisée à la place de l'électricité chère du réseau. Bien sûr, il y a ici une perte de conversion du courant alternatif au courant continu et retour au courant alternatif. Mais généralement, le rendement des bons onduleurs pour un aller-retour à travers la batterie est d'environ 80 %.

Théoriquement, l'électricité achetée à bas prix pourrait même être réinjectée dans le réseau électrique via le réseau domestique, idéalement bien sûr lorsque le réseau a une demande d'énergie ou que le prix de l'énergie est élevé. C'est déjà possible avec des cellules solaires ou des systèmes de stockage d'énergie domestique. Et avec la recharge bidirectionnelle des voitures électriques, certaines personnes utilisent déjà les véhicules électriques comme batterie de secours domestique pour le réseau, même avec le risque d'annulation des garanties.

Juste pour donner une idée approximative du potentiel : début 2023, le nombre de voitures électriques sur le marché allemand aura franchi la barrière du million. Si nous supposons une capacité de batterie moyenne de 65 kWh, nous obtenons un total de 65 GWh. A titre de comparaison : la plus grande centrale électrique à accumulation par pompage d'Allemagne, Goldisthal, a une capacité de "seulement" 1 GWh. Les dimensions sont donc énormes, même si les utilisateurs de voitures électriques ne mettent à disposition qu'une petite partie de la batterie de leur voiture afin de toujours conserver une autonomie suffisante.

Même les centrales électriques qui ont été si populaires ces dernières années pourraient être mises à la disposition du réseau en tant que stockage. Grâce à la technologie LiFePO4 de plus en plus répandue, les centrales électriques modernes peuvent facilement supporter une décennie de charge et de décharge quotidiennes et pourraient même rapporter de l'argent à l'utilisateur dans le cadre d'un système de stockage tampon décentralisé. Tout ce qu'il faudrait, c'est un onduleur à batterie comme l'EcoFlow PowerStream pour alimenter l'électricité stockée non seulement dans le réseau domestique, mais également dans le réseau électrique.

La startup Daylight.eco a exactement un tel produit en tête. À la fin de l'été de cette année, la startup prévoit de lancer une batterie sur le marché allemand qui ne fait que se ravitailler à moindre coût, puis réinjecter l'électricité dans le réseau domestique plus tard. Comme une centrale électrique de balcon, l'achat devrait être rentabilisé en quelques années seulement, permettant à l'utilisateur d'économiser de l'argent tout en soulageant la pression sur le réseau.

Alors, qu'est-ce qui s'oppose à un réseau qui se régule intelligemment dans son ensemble ? Nous avons besoin du matériel approprié à tous les niveaux, c'est-à-dire au moins des compteurs d'électricité numériques qui, si nécessaire, enregistrent la consommation sur une base horaire via un gadget supplémentaire comme le Tibber Pulse. Malheureusement, les compteurs intelligents actuellement installés aux États-Unis, par exemple, varient beaucoup en termes de protocoles pris en charge, d'interopérabilité et, comme d'habitude, de problèmes réglementaires.

Mieux qu'un simple compteur de consommation, cependant, il y aurait des compteurs bidirectionnels à l'échelle de la zone, tels que ceux qui sont depuis longtemps obligatoires pour les propriétaires de systèmes solaires. Ils permettraient non seulement de mesurer précisément la consommation, mais également l'injection, et celle-ci serait bien entendu rémunérée en conséquence.

Au lieu d'un tarif de rachat fixe, nous avons également besoin - comme pour les tarifs de consommation - d'un tarif de rachat variable qui rende l'achat de boîtiers muraux bidirectionnels ou de centrales électriques capables d'injecter de l'électricité dans le réseau - et donc d'un soulagement dynamique de le réseau électrique - attrayant.

Mais il y a encore beaucoup de paperasserie sur le chemin, même les pays européens ont encore du mal avec la bureaucratie pour réglementer les règles de rachat. Aux États-Unis, les règles des tarifs de rachat changent beaucoup au niveau de l'État, la plupart des factures ciblant les installations plus grandes, et non les propriétaires.

Si nous voulons créer quelque chose de vraiment grand, et c'est la transition énergétique, alors tout le monde doit participer ; et c'est au gouvernement d'encourager et de permettre à chacun de participer. Les tarifs dynamiques de l'électricité vont se généraliser en Allemagne dans un proche avenir, et nous avons besoin de moyens pour en tirer pleinement parti. Avant tout, les obstacles bureaucratiques doivent être abaissés.

Quoi qu'il en soit, grâce à la stratégie photovoltaïque actuelle du gouvernement allemand, des progrès seront réalisés sur les obstacles bureaucratiques dans un avenir proche, en particulier en ce qui concerne les systèmes solaires plug-in et les centrales électriques de balcon. Mais tout cela ne sont que les premiers pas et pas encore le but. Il reste encore un long chemin à parcourir et nous devons tous faire de petits pas ensemble - et chez NextPit, nous voulons en faire partie.