Le problème des réseaux dans le défi énergétique

Alors que le vent et le soleil ont le potentiel de fournir une quantité d’énergie effectivement illimitée, nous sommes contraints par la capacité des réseaux électriques pour la délivrer. Nos infrastructures existantes peuvent seulement gérer une quantité limitée de ces sources intermittentes. Les réseaux doivent non seulement garder stables la tension et la fréquence pour éviter des pics de puissance dangereux mais aussi avoir la capacité de satisfaire les pointes de la demande. Aujourd’hui, nous laissons tourner en permanence certaines centrales, notamment celles au charbon et celles nucléaires, pour fournir une source continue d’électricité (ou « base »). Ces centrales ne peuvent simplement pas être éteintes lorsque la fourniture d’énergie renouvelable est importante, signifiant par là qu’une partie de l’énergie est gaspillée. L’analyse d’Ecofys estime que les réseaux des pays industrialisés, sans nécessiter de modernisation, pourraient absorber environ 20-30% d’électricité provenant de sources renouvelables. Une estimation à minima projette ce chiffre à 60% d’ici 2050 à travers des améliorations technologiques et de gestion des réseaux. Les 40% d’électricité d’origine renouvelable restants proviendraient de l’hydraulique, de la biomasse, de la géothermie et du solaire thermique à concentration avec stockage (sources dont on maîtrise la production en temps et en heure). La solution réside dans la combinaison de réseaux immenses et « intelligents ». Les énergéticiens et les clients récupéreront l’information sur la fourniture et le prix pour aider à gérer la demande. Autrement dit, il sera meilleur marché de faire tourner votre machine à laver lorsque le vent souffle ou lorsque le soleil brille. Les logements, bureaux ou usines programmeront des compteurs intelligents pour ne faire fonctionner automatiquement certaines applications ou procédés que lorsque la fourniture d’énergie est au plus haut. Des sociétés de service ajusteraient la fourniture d’électricité, par exemple, en modifiant les températures des thermostats, pour satisfaire les pointes de demande. Nous pourrions de même tirer avantage des périodes où la fourniture dépasse la demande pour recharger les batteries des voitures électriques et pour générer du combustible pour les piles à hydrogène. Au même moment, nous devons apporter l’électricité à ceux qui ne sont pas connectés au réseau, particulièrement les zones rurales dans les pays en voie de développement. Nous pouvons y parvenir en étendant les réseaux existants ou en générant de l’énergie au niveau du logement ou de la communauté avec du solaire, de l’éolien, de la micro-hydraulique ou de petites centrales à biomasse. Approvisionner 1,4 milliards de personnes qui n’ont pas accès à une électricité fiable19 avec une fourniture de base de 50-100KWh par an nécessiterait des investissements d’environ 25 milliards de $ par an entre aujourd’hui et 2030, ou 0,05 % du PIB global. Les réseaux électriques qui alimentent notre monde sont l’un des fleurons de l’ingénierie du 20ème siècle. Le travail que nous devons fournir pour les moderniser dans les prochaines décennies sera l’un des grands défis du 21ème.