Tous les KWH produits n’ont pas les mêmes caractéristiques, et ne sont donc pas comparables.
Il y a d’une part les KWH produits à partir de sources « pilotables », c’est à dire produits au moment souhaité par le producteur d’électricité, pour répondre à la demande du consommateur. Ils permettent d’équilibrer l’offre et la demande. Aujourd’hui, ces KWH pilotables sont à base
- d’énergie nucléaire, pilotable sur des cycles longs, et un peu moins modulable sur les cycles très courts,
- d’énergie fossile : centrale à gaz, voire à fuel ou charbon pour les pics d’hiver,
- d’énergie hydraulique, dont une grande partie est pilotable
Il y a d’autre part les KWH produits par des sources non pilotables, c’est à dire produits par des sources d’énergie disponibles de manière aléatoire. C’est une caractéristique des KWH produits à partir de source d’énergie intermittente, principalement éolienne ou solaire. Ils sont envoyés dans le réseau de distribution sans se préoccuper si le consommateur en a besoin ou pas – il y a même généralement contractuellement une obligation d’achat par le réseau – le soin est laissé au gestionnaire du réseau d’équilibrer l’offre et la demande en modulant les autres sources de production.
Avec le développement des énergies intermittentes, en particulier solaire et éolien, la part des KWH non pilotables dans le système électrique français va augmenter.
Cela étant, tous les KWH non pas besoin d’être pilotables. Mais la proportion de KWH non pilotables ne peut augmenter de manière désordonnée, faisant courir le risque de coupures d’électricité en période froide, ou de surplus de KWH en période estivale qui n’ont plus d’utilisation et dont la valeur économique devient négative.
Dans ce contexte, quelles actions mener et comment structurer alors le futur le parc de production d’électricité ?
Les échanges internationaux permettent de mutualiser la surabondance ou le déficit de KWH. Ils fonctionnent aujourd’hui, mais avec des limites, puisqu’ils n’ont pas empêché le KWH d’avoir une valeur négative en Avril 2020, période où tous les besoins étaient couverts en France et dans les pays proches. Cette situation pourrait se reproduire avec une certaine fréquence dans le futur avec le développement des énergies renouvelables.
Autre action : la modulation et l’effacement de gros consommateurs en période de pic. Fonctionne déjà, mais ne solutionne que la partie hivernale – pic de consommation – et pas la partie estivale – surplus de production.
Pour la structure du parc de production, la mise en place de systèmes de stockage est réellement l’option à développer. Ils permettent de rendre pilotable une production qui ne l’était pas.
Quel système de stockage ?
Le stockage par batteries a ses limites, et ne permet actuellement que d’effacer des pics de demande très courts.
Le stockage de l’électricité en utilisant l’hydrogène comme vecteur est une voie très prometteuse : produire de l’hydrogène, par électrolyse de l’eau, en utilisant des KWH non pilotables lorsqu’ils sont en surplus, puis générer de l’électricité avec des piles à combustible pour produire des KWH lorsqu’il ya de la demande est un cycle vertueux. Avec un rendement global proche de celui des systèmes traditionnels de production d’électricité.
Une parenthèse : outre le stockage de l’électricité, l’hydrogène permet par ailleurs le développement de moyens de transport variés : train, véhicules utilitaires, voitures particulières, etc… non émetteurs de CO2 et particules fines. Très vertueux. Un excellent usage des KWH non pilotables
Enfin, le stockage par les STEPs, (Station de Transfert d’Energie par Pompage). En langage courant, des stations de pompage et turbinage de l’eau entre deux réservoirs d’eau.
Le rendement de ce type de stockage est proche de 80%, l’énergie récupérée au turbinage étant toujours inferieure à l’énergie dépensée pour le pompage. Mais le fonctionnement est idéal : pompage avec des KWH non pilotables lorsqu’ils sont disponibles, et turbinage pour créer des KWH lorsqu’il y a de la demande. Aujourd’hui, la puissance installée en France est de 5 GW. Le potentiel de ce type d’installation est très important et très largement sous estimé : le plan pluriannuel de l’énergie ne prévoit qu’un seul projet de STEP dans cette décennie. Dommage pour un mode de stockage très vertueux ! Lorsqu’un barrage existe déjà, il suffit de rechercher dans ses environs un site pour créer une seconde retenue d’eau, à un niveau différent, et la STEP est créée. Difficile de croire qu’avec toutes ses montagnes, et ses plus de 400 barrages existants, la France ne peut développer qu’une seule STEP au cours des prochaines années !
Quelque soit la solution de stockage retenue, transformer un KWH non pilotable – produit sans tenir compte de la demande – en KWH pilotable – disponible lorsque le consommateur en a besoin, nécessite un investissement : il faut donc ajouter à son cout de production le cout du système de stockage. Il devient forcement plus cher. Mais avec un système de stockage associé, un KWH non pilotable devient alors comparable à un KWH pilotable. Et permet une meilleure gestion globale de la ressource électrique.
Faudra-t-il modifier la règlementation et imposer aux producteurs de KWH non pilotables – essentiellement solaire et éolien – un investissement concomitant dans des systèmes de stockages afin de produire des KWH qui soient disponibles lorsque le consommateur en a besoin, et non pas seulement lorsqu’eux les produisent ? Cela pourrait être un accélérateur de création de STEP.
