Les centrales électriques virtuelles ont le potentiel d’optimiser le réseau en intégrant et en gérant l’énergie provenant de sources renouvelables, de véhicules électriques, de batteries et d’appareils domestiques intelligents.
Avec la croissance de la population mondiale et l’avancement de l’industrialisation, la demande d’énergie augmente, ce qui conduit à une dépendance accrue vis-à-vis des centrales électriques conventionnelles utilisant des combustibles fossiles. Bien que ces centrales aient historiquement contribué de manière substantielle au réseau électrique, les préoccupations concernant les impacts environnementaux, les coûts d’exploitation et les limitations des ressources ont entraîné un changement vers des alternatives plus propres, plus économiques et plus flexibles.
Les centrales électriques virtuelles (VPP) offrent une approche novatrice pour répondre aux besoins croissants en énergie tout en privilégiant la durabilité. Cet article explore l’évolution du paysage énergétique et ses défis associés tout en mettant en évidence le rôle pivot des VPP dans la satisfaction des futures demandes en énergie.
Les VPP peuvent être pilotées à distance. Photo gracieuseté de Adobe Stock
Le paysage énergétique mondial actuel
Pour faire face à la demande maximale d’électricité à l’ère moderne, le rôle des centrales électriques d’appoint devient crucial. Les centrales électriques d’appoint sont des installations de production d’électricité conçues pour fonctionner pendant les périodes de forte demande d’électricité. Elles utilisent généralement le gaz naturel ou le pétrole comme combustible et se caractérisent par leur capacité à augmenter ou à diminuer rapidement leur production d’électricité pour répondre à la demande fluctuante et maintenir la stabilité du réseau.
La transition vers les énergies renouvelables découle de la nécessité urgente de lutter contre le changement climatique et de réduire la dépendance à l’égard des combustibles fossiles finis, qui contribuent de manière significative aux émissions de gaz à effet de serre et à la dégradation de l’environnement. Les sources d’énergie solaire, géothermique, marémotrice, éolienne et autres offrent des alternatives durables qui réduisent considérablement les émissions de gaz à effet de serre, limitant ainsi le réchauffement climatique et ses impacts environnementaux néfastes.
Centrale électrique d’appoint au gaz au New Jersey. Photo gracieuseté de Wikimedia Commons
Cependant, la transition vers une infrastructure énergétique renouvelable présente de nombreux défis. Les centrales électriques conventionnelles, principalement alimentées au charbon et au gaz, rencontrent des difficultés pour s’adapter à la nature intermittente de la production d’énergie renouvelable. Ce décalage entre la variabilité des sources d’énergie renouvelable et l’infrastructure rigide des réseaux électriques conventionnels entraîne des inefficacités et une instabilité du réseau.
Pour surmonter ces défis, il est nécessaire de passer à une infrastructure énergétique plus adaptable et résiliente, capable d’utiliser efficacement la variabilité de l’énergie renouvelable tout en réduisant au minimum les impacts environnementaux.
La puissance virtuelle n’est plus une réalité virtuelle
Dans le paysage énergétique mondial actuel, les VPP sont considérées comme une solution potentielle pour intégrer les sources d’énergie renouvelable tout en garantissant la stabilité du réseau.
L’aspect « virtuel » des centrales électriques virtuelles réside dans l’intégration de l’énergie éolienne, solaire, hydroélectrique ou d’autres énergies renouvelables, souvent en intégrant des systèmes de stockage d’énergie par batterie. Cela forme une centrale électrique décentralisée (ou virtuelle). Malgré l’utilisation de sources d’énergie diverses, les VPP peuvent offrir une rentabilité pouvant aller jusqu’à 60% par rapport aux centrales conventionnelles.
Les VPP exploitent les ressources énergétiques distribuées, telles que les chauffe-eau électriques intelligents, les panneaux solaires en toiture et les bornes de recharge pour véhicules électriques, afin d’équilibrer l’offre et la demande d’énergie à grande échelle. Il convient de noter que les exploitants de VPP ne possèdent pas de centrales électriques. Au lieu de cela, ils optimisent l’utilisation de chaque actif connecté, qui est toujours détenu par un tiers (consommateurs d’électricité). Cette solution permet une coordination transparente des divers actifs énergétiques et une gestion en temps réel de la consommation d’électricité.
Concept de centrale électrique virtuelle. Image utilisée avec l’aimable autorisation de next
De plus, les VPP offrent des avantages uniques par rapport aux centrales électriques traditionnelles, tels que leur capacité à modeler la consommation d’énergie des consommateurs en fonction des conditions du réseau, améliorant ainsi la flexibilité et la résilience du réseau. En cas de pénurie d’énergie, les VPP atténuent les risques de black-out en exploitant diverses sources d’énergie. Si une source échoue, comme les panneaux solaires les jours nuageux, les services publics peuvent passer à des alternatives telles que les parcs éoliens et les batteries. Cela fait des VPP une alternative flexible aux centrales électriques (conventionnelles et centrales électriques d’appoint).
Les sources d’énergie décentralisées interagissent avec le réseau à l’aide de technologies de communication telles que le Wi-Fi, le Bluetooth et les services cellulaires. Cette interconnexion favorise la participation active au système énergétique, s’éloignant du modèle de consommateur passif conventionnel. En permettant aux utilisateurs de consommer et de contribuer à l’énergie, les VPP favorisent une meilleure compréhension de la dynamique du réseau et encouragent un engagement accru dans la transition vers des solutions énergétiques plus propres.
L’avenir des centrales électriques virtuelles
Il est incertain combien de clients s’inscriront à ces programmes émergents et comment leurs exploitants géreront efficacement l’offre et la demande. Cependant, l’amélioration de la technologie de l’intelligence artificielle peut renforcer la confiance des consommateurs dans la participation aux VPP. L’objectif actuel du département de l’énergie est d’augmenter la capacité nationale des VPP à 80 à 160 GW d’ici 2030.
Malgré les défis liés à la participation des consommateurs et à la normalisation réglementaire, les avancées technologiques et le soutien croissant des régulateurs ouvrent la voie au déploiement accéléré des VPP. Grâce à l’innovation continue et à la collaboration, les VPP offrent une promesse pour façonner un paysage énergétique mondial plus propre et plus résilient.