– Une gestion plus intelligente de l’énergie qui allie à la fois fiabilité, efficacité et maitrise des coûts –
L’énergie électrique est vitale : nous commençons à l’utiliser à partir du moment où notre alarme se déclenche le matin et jusqu’à l’instant où l’on éteint nos lumières la nuit avant de dormir. L’énergie électrique alimente nos maisons, nos entreprises, nos centres de santé, nos établissements d’enseignement, ainsi que nos infrastructures communautaires. Cependant, et en raison d’une infrastructure vieillissante et d’une demande sans cesse croissante, notre réseau électrique est devenu aujourd’hui presque obsolète et parfaitement vulnérable face aux grandes tempêtes, aux pannes de réseau, à l’instabilité des circuits, aux cybermenaces, ainsi qu’à d’autres événements du même type. C’est pourquoi, nous devons être plus intelligents quant à la façon dont nous produisons, gérons, distribuons et renforçons nos réseaux électriques.
Avec le renforcement des capacités de production électrique liées au recours croissant à l’énergie solaire ou à l’énergie éolienne, mais aussi avec l’évolution des techniques de stockage d’énergie, de production combinée de chaleur et d’électricité (PCCE) et le développement d’autres types de ressources, il est devenu désormais possible d’optimiser le rendement et la production énergétique. Une telle optimisation permettra plus que jamais de soutenir la résilience du réseau électrique, notamment dans les zones les plus exposées aux pannes ou aux catastrophes. De plus, et comme la technologie et le matériel liés à la production de l’énergie solaire photovoltaïque et à son stockage sont devenus moins couteux, il est devenu désormais possible de produire de l’énergie fiable et à des prix compétitifs, tout en améliorant la résilience du réseau.
Au cours de la dernière décennie, les micro-réseaux (ou microgrids) ont commencé à représenter des moyens parfaitement crédibles pour assurer une bonne alimentation en électricité, mais aussi pour gérer les différentes ressources énergétiques et en maitriser les coûts.
D’après le cabinet GTM Research, les grandes tendances qui favorisent la croissance des micro-réseaux se rapportent notamment :
- Aux exigences de résilience énergétique face notamment à la survenue d’événements météorologiques extrêmes
- Aux nouveaux modèles d’entreprises qui sont liées à la propriété de micro-réseaux et qui impliquent plusieurs parties prenantes
- Aux grandes innovations technologiques qui offrent la possibilité de mettre en place une gestion beaucoup plus stratégique de l’énergie
- Aux possibilités offertes par les micro-réseaux et qui permettent d’apporter un soutien à la fois aux clients commerciaux et industriels.
Une technologie habilitante
Plusieurs expériences menées et de nombreux déploiements réussis ont permis de faire avancer efficacement la technologie liée aux micro-réseaux ; celle-ci offre désormais la possibilité de générer davantage de valeur et de créer ainsi de nouvelles applications pour les micro-réseaux.
L’architecture de contrôle demeure l’un des éléments les plus importants du système des micro-réseaux : elle représente le cerveau qui intervient au niveau de chaque opération. Dans la plupart des conceptions actuelles, le micro-réseau est relié via un point d’interconnexion (POI) au réseau qui se trouve en amont. Dans cette configuration, le micro-réseau est géré par un contrôle local des actifs : ce type de contrôle est beaucoup plus rapide, de même qu’il peut être soit semi-autonome ou autonome.
Grâce aux nombreuses leçons tirées des différents projets initiés en la matière, une nouvelle technologie testée en usine nous fournit désormais un modèle capable d’être dupliqué et d’être personnalisé en fonction des besoins spécifiques liés à chaque situation. Ce modèle est de nature à simplifier la tenue des différents types de projets en matière de micro-réseaux, notamment ceux qui font appel à toute une variété de ressources énergétiques, renouvelables ou pas, ainsi qu’au stockage d’énergie. Ce modèle facilite également le test de l’ensemble du système, ainsi que le contrôle de sa compatibilité ascendante et ce au fur et à mesure qu’il évolue. La configuration de ce modèle est telle qu’elle facilite grandement tout le process de contrôle, de même qu’elle permet de maximiser la flexibilité et l’évolutivité des process, tout en réduisant drastiquement les différents coûts liés à l’ingénierie.
Les tendances en matière industrielle: l’évolution vers un modèle énergétique « distribué »
Les coûts de production et de stockage de l’énergie diminuent, ce qui est de nature à modifier en profondeur toute la nature du réseau de distribution d’électricité. Ce dernier est d’ailleurs passé d’un modèle de production centralisé vers un système distribué de sources et de charges. L’architecture du système électrique permet aux consommateurs, notamment à ceux qui utilisent de grandes quantités d’énergie, de générer, de stocker et de gérer leur consommation en énergie. En effet, grâce à la technologie des micro-réseaux, la production électrique se rapproche désormais de plus en plus des besoins des utilisateurs. Cette technologie permet en outre de combiner entre eux plusieurs modes de production énergétique qu’elle soit renouvelable ou distribuée ; elle permet également de stocker l’énergie et à un coût inférieur.
Transformation: systèmes combinés de chaleur et d’électricité (cogénération)
La cogénération représente un moyen particulièrement efficace pour générer, à partir de la chaleur produite par une source d’énergie électrique, de l’énergie thermique qui peut être utilisée par exemple pour le chauffage, pour le refroidissement, pour produire de l’eau chaude, ou encore dans certains procédés industriels. La cogénération contribue à réduire les coûts liés à l’exploitation et à la production de l’énergie, à accroître l’efficacité énergétique, à réduire les émissions de gaz à effet de serre et à soutenir la résilience énergétique. Et bien que cette solution d’énergie propre existe depuis un siècle déjà, elle est toujours autant sous-utilisée : elle gagnerait donc à être davantage développée et généralisée.
La cogénération peut être adaptée et utilisée au sein de grands complexes industriels, mais aussi de bâtiments commerciaux, d’institutions, d’installations municipales, ou encore dans le cadre d’applications résidentielles.
Dans les années 1970, le secteur industriel était largement responsable du développement de la technologie de cogénération. Cependant, cette croissance a commencé à se tasser dans les années 2000. Aujourd’hui, c’est le secteur commercial qui recourt le plus aux systèmes de cogénération, en particulier dans le domaine du bâtiment et notamment pour les résidences multifamiliales (selon GTM Research).
Le stockage d’énergie devrait connaître une croissance exponentielle dans les prochaines années
Il y a à peine cinq années de cela, on ne pouvait guère stocker plus de 0,34 GW d’énergie. Aujourd’hui, on s’attend à pouvoir stocker jusqu’à 6 GW en 2017. Les analystes estiment que le marché du stockage d’énergie pourrait croitre de 47% cette année par rapport à ce qui avait été réalisé sur le plan planétaire en 2016. La plupart de ce qui sera déployé à ce niveau concernera des projets d’utilité publique, à l’heure où les projets résidentiels et non résidentiels connaîtront une croissance importante. Il est important de noter qu’avec le recours accru aux énergies renouvelables, les services publics chercheront davantage à optimiser ces actifs dans le but de réduire l’impact sur le réseau et d’améliorer la stabilité de ce dernier, avec toutefois un point d’ancrage important : celui du stockage de l’énergie.
Les moteurs qui contribuent actuellement à l’évolution des micro-réseaux
Les différents moteurs qui ont contribué à l’évolution des systèmes de micro-réseaux ont connu désormais un immense progrès: aujourd’hui, cette technologie est utilisée par un plus large éventail d’industries et dans un nombre croissant d’applications en tout genre. Au fur et à mesure que notre réseau électrique devient plus complexe, se posent plus que jamais certaines questions quant à sa fiabilité, son intelligence et sa capacité à offrir à la fois une transmission bidirectionnelle et multidirectionnelle et à répondre aux habitudes de consommation fluctuantes des entreprises, des résidents et des besoins communautaires émergents. Cette nouvelle configuration permettra un meilleur contrôle des coûts énergétiques, une réduction plus sensible des besoins en énergie, ainsi qu’un soutien plus efficace des initiatives de développement durable et une amélioration de la fiabilité énergétique.
Auteurs: Bruce G. Campbell, Jim Dankowski, Nathan Justice, Bob Kirslis et William Murch, Eaton
