La consommation d’électricité va croître considérablement dans les cinq prochaines années, entraînant une demande estivale plus élevée. Les centrales électriques virtuelles peuvent-elles gérer la croissance des charges de pointe ?
On s’attend à ce que la consommation d’électricité augmente considérablement dans les années à venir, avec les centres de données à haute puissance, les installations de fabrication et le minage de crypto-monnaies comme principaux moteurs. Cette croissance de la demande devrait également entraîner des pics estivaux plus élevés, la demande de pointe devant augmenter de 38 000 MW au cours des cinq prochaines années, soit l’équivalent d’ajouter un autre Californie au réseau.
On ne sait pas où et quand les pics estivaux auront lieu, mais la croissance des charges de pointe pourrait aggraver les défis au sein du réseau, qui est déjà sous tension lors des périodes de pointe. Une solution potentielle à ces défis est les centrales électriques virtuelles (VPP) — un réseau connecté de ressources énergétiques distribuées (DER) et de systèmes de stockage d’énergie qui fournissent et stabilisent l’électricité au réseau lorsque cela est nécessaire. Plus de 500 VPP sont déjà déployées en Amérique du Nord, mais davantage de VPP pourraient être nécessaires face à l’augmentation des demandes.
Concept de centrale électrique virtuelle. Image utilisée avec l’aimable autorisation de Adobe Stock
Déploiement de l’infrastructure en moins de 12 mois
Une infrastructure plus traditionnelle sera nécessaire pour soutenir la croissance de la charge et répondre à la demande de pointe. Typiquement, il faut de nombreuses années, voire des décennies, pour intégrer une nouvelle infrastructure au réseau. Cependant, les VPP peuvent agir comme tampon à court terme pour lutter contre l’augmentation des demandes énergétiques et fournir des solutions de fiabilité pour la demande de pointe. La création d’une VPP peut se faire en moins d’un an.
Par exemple, l’opérateur indépendant du système électrique de l’Ontario a inscrit 100 000 foyers en six mois dans une VPP et réduit la demande de pointe estivale de 90 MW. La commission des services publics de Californie (PUC) a lancé un projet de soutien du réseau côté demande. Les VPP ont établi une capacité engagée de 142 MW en un an, qui continue de croître aujourd’hui. Au Texas, la PUC locale a lancé un projet pilote VPP plafonné à 80 MW en quatre mois et prévoit d’étendre le pilote.
Exploiter une infrastructure existante
Les VPP peuvent utiliser les infrastructures DER existantes pour soutenir le réseau lors des périodes de pointe. Les entreprises publiques et privées peuvent utiliser les actifs DER de leurs clients, tels que les panneaux solaires domestiques et les systèmes de recharge de véhicules au réseau, dans la VPP, éliminant ainsi le besoin de construire de nouvelles infrastructures et facilitant et réduisant les coûts d’intégration au réseau.
Par exemple, PG&E et Sunrun en Californie pourraient utiliser les batteries de 8 500 de leurs clients en six mois pour couvrir la demande d’énergie supplémentaire lors des pics du soir en été. Arizona Public Service a transformé les thermostats de ses clients en systèmes intelligents pouvant interagir avec le réseau. Plus de 83 000 thermostats ont été inscrits jusqu’à présent, aidant les gens à économiser consciemment l’énergie – et l’énergie économisée peut soutenir le réseau.
S’adapter aux environnements de réseau changeants
Les pics d’été nécessitent des solutions à court terme, mais le réseau doit s’adapter aux conditions imprévisibles et changeantes provoquées par les changements climatiques extrêmes et la croissance inattendue des charges. Les VPP peuvent s’adapter car elles comprennent divers services de réseau pouvant être déployés dans ces environnements changeants.
Intégration des centrales électriques virtuelles et DER. Image utilisée avec l’aimable autorisation de Lawrence Berkeley Laboratory
Par exemple, Rocky Mountain Power utilise des batteries pendant le mois le plus chaud pour soutenir le réseau et fournir de l’énergie pour lutter contre les pics d’été. Pour les autres mois, les batteries sont intégrées aux opérations des services publics pour des services de réseau tels que la capacité et le soutien à l’intégration des DER. National Grid utilise les VPP pour fournir des alternatives non filaires afin de surmonter les limitations locales de capacité. Elle utilise également les DER de ses clients pour réduire les charges sur le réseau lors des périodes de pointe. Enfin, Puget Sound Energy utilise des technologies de réseau, telles que les thermostats intelligents, les chauffe-eau et les véhicules électriques (EV), pour gérer les pics d’été et équilibrer la charge lorsque cela est nécessaire.
Améliorer la résilience du réseau
Au-delà de fournir de l’énergie lors des pics, les VPP peuvent améliorer la résilience du réseau lors de perturbations majeures – telles que les événements climatiques extrêmes provoquant des pannes de courant – en fournissant de l’énergie à la population locale et aux entreprises.
Par exemple, Green Mountain Power en Nouvelle-Angleterre utilise des batteries résidentielles pour augmenter la résilience lors d’événements climatiques et de pics. Holy Cross Energy au Colorado utilise les DER pour aider à la résilience énergétique lors d’importants incendies affectant le réseau local. Les entreprises de services publics et les fabricants automobiles utilisent également les VE comme source d’alimentation de secours via des opérations de soutien véhicule-domicile et véhicule-réseau.
Les VPP : la solution idéale à court terme
Les VPP sont la solution idéale à court terme pour gérer les charges de réseau changeantes et l’augmentation de la demande de réseau. Elles sont adaptables, polyvalentes et toujours disponibles pour soutenir le réseau lors des mois d’été. Bien que davantage de personnes puissent s’inscrire aux VPP locales pour augmenter la capacité du réseau, la solution à long terme doit encore reposer sur de nouvelles infrastructures – y compris la transition vers des réseaux intelligents – pour s’assurer que les demandes énergétiques croissantes de la société seront satisfaites pour les années et les décennies à venir.