Qu'est-ce qu'une centrale électrique virtuelle ?Un expert en énergie explique

Après près de deux décennies de stagnation, les États-Unisdemande d'électricité est en hausse, porté par le nombre croissant de voitures électriques, de centres de données et de climatiseurs dans un climat en réchauffement.Mais les centrales électriques traditionnelles qui produisent de l'électricité à partir de charbon, gaz naturel ou énergie nucléaire prennent leur retraite plus vite que de nouveaux ne se construisent dans ce pays.La plupart nouvelle fourniture provient de parcs éoliens et solaires, dont la production varie en fonction de la météo.

Cela oblige les compagnies d’électricité à chercher de nouvelles façons d’équilibrer l’offre et la demande.Une option vers laquelle ils se tournent est celle des centrales électriques virtuelles.

Il ne s’agit pas d’installations massives produisant de l’électricité sur un seul site.Il s’agit plutôt de regroupements de producteurs, de consommateurs et de stockeurs d’électricité – collectivement appelés ressources énergétiques distribuées – auxquels les gestionnaires de réseau peuvent faire appel en cas de besoin.

Certaines de ces sources, comme les piles, peuvent fournir énergie électrique stockée.D’autres peuvent être de gros consommateurs d’électricité, comme les usines, dont les propriétaires ont accepté de réduire leur consommation d’énergie lorsque la demande est élevée, libérant ainsi de l’énergie pour d’autres clients.Les sources d’énergie virtuelles sont généralement plus rapides à implanter et à construire, et peuvent être plus propres et moins coûteuses à exploiter que les nouvelles centrales électriques.

Une ressource croissante

Les centrales électriques virtuelles ne sont pas nouvelles.Les États-UnisMinistère de l'Énergie estimations qu'il y en a déjà 30 à 60 gigawatts en service aujourd'hui.Un gigawatt équivaut à 1 milliard de watts – soit à peu près la puissance de 2,5 millions de panneaux solaires photovoltaïques ou un grand réacteur nucléaire.

La plupart de ces centrales électriques virtuelles sont des clients industriels qui ont accepté de réduire la demande lorsque les conditions sont tendues.Mais à mesure qu’un nombre croissant de foyers et de petites entreprises ajoutent des panneaux solaires, des batteries et des voitures électriques sur leurs toits, ces clients énergétiques peuvent devenir non seulement des consommateurs, mais également des fournisseurs d’électricité sur le réseau.

Par exemple, les propriétaires peuvent recharger leurs batteries avec l’énergie solaire sur les toits lorsqu’il fait beau, et renvoyer l’électricité au réseau le soir lorsque la demande est forte et que les prix montent parfois.

Alors que les thermostats et chauffe-eau intelligents, les panneaux solaires sur les toits et les batteries permettent à davantage de clients d'y participer, le DOE estime que les centrales électriques virtuelles pourraient tripler d’échelle d’ici 2030.Cela pourrait couvrir environ la moitié de la nouvelle capacité américaine.devra répondre à la demande croissante et remplacer les centrales électriques obsolètes.Cette croissance contribuerait à limiter le coût de construction de nouveaux parcs éoliens et solaires et de centrales à gaz.

Et comme les centrales électriques virtuelles sont situées là où l’électricité est consommée, elles allégeront le fardeau des systèmes de transport vieillissants qui ont j'ai eu du mal à ajouter de nouvelles lignes.

De nouveaux rôles pour les clients énergétiques

Les centrales électriques virtuelles brouillent les rôles des producteurs et des consommateurs d’électricité.Les centrales électriques traditionnelles produisent de l’électricité à des emplacements centraux et la transmettent aux consommateurs via des lignes électriques.Pour que le réseau fonctionne, l’offre et la demande doivent être toujours équilibré avec précision.

La demande des clients est généralement considérée comme une donnée qui fluctue en fonction de la météo mais qui suit un modèle assez prévisible au cours d'une journée.Pour y répondre, les gestionnaires de réseau envoient un mélange de sources de charge de base qui fonctionnent en continu, comme les centrales au charbon et les centrales nucléaires, et des sources plus flexibles, comme le gaz et l'hydroélectricité, qui peuvent moduler leur production rapidement selon les besoins.

La production des parcs éoliens et solaires augmente et diminue au cours de la journée, les autres sources doivent donc fonctionner de manière plus flexible pour maintenir l'équilibre entre l'offre et la demande.Pourtant, l’idée de base est que des installations massives produisent de l’électricité pour des millions de consommateurs passifs.

Les centrales électriques virtuelles bouleversent ce modèle en acceptant le fait que les consommateurs peuvent contrôler leur demande d’électricité.Les consommateurs industriels ont longtemps trouvé des moyens d'adapter leurs opérations, limitant la demande lorsque l’approvisionnement en électricité est limité en échange d’incitations ou de tarifs réduits.

Désormais, les thermostats et les chauffe-eau qui communiquent avec le réseau peuvent également permettre aux ménages de moduler leur demande.Par exemple, chauffe-eau électriques intelligents peut chauffer l’eau principalement lorsque l’électricité est abondante et bon marché, et limiter la demande lorsque l’électricité est rare.

Au Vermont, Green Mountain Power est offrir à ses clients des incitations pour installer des batteries qui fourniront de l’énergie au réseau lorsque cela sera le plus nécessaire.Au Texas, où je vis, mortel pannes de courant en 2021 a souligné l’importance de renforcer notre réseau électrique isolé.Maintenant, les utilitaires ici utilisent Murs d'alimentation Tesla pour aider à transformer les maisons en sources d’énergie virtuelles.L’Australie-Méridionale vise à connecter 50 000 foyers à l’énergie solaire et aux batteries pour construire le pays la plus grande centrale électrique virtuelle.

Puissance virtuelle, défis réels

Les centrales électriques virtuelles ne sont pas une panacée.De nombreux clients hésitent à abandonner, même temporairement, le contrôle de leurs thermostats ou à retarder la recharge de leur voiture électrique.Certains consommateurs s'inquiètent également du sécurité et confidentialité des compteurs intelligents.Il reste à voir combien de clients s’inscriront à ces programmes émergents et avec quelle efficacité leurs opérateurs moduleront l’offre et la demande.

Il existe également des défis du côté des entreprises.Il est bien plus difficile de gérer des millions de consommateurs que des dizaines de centrales électriques.Les exploitants de centrales électriques virtuelles peuvent surmonter ce défi en récompensant les clients qui leur permettent d’adapter leur offre et leur demande de manière coordonnée.

À mesure que la demande d’électricité augmente pour répondre aux besoins des économies en croissance et remplacer les voitures et les fournaises à combustibles fossiles, et que le recours aux ressources renouvelables augmente, les gestionnaires de réseau auront besoin de toute la flexibilité possible pour équilibrer la production variable de la production éolienne et solaire.Les centrales électriques virtuelles pourraient contribuer à transformer l’énergie électrique en une industrie plus agile, plus efficace et plus réactive aux conditions changeantes et aux besoins des clients.