Californie : les entreprises et particuliers mis à profit pour fournir de l'électricité en plein pic de demande

10 septembre 2020 à 13h40
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Eléctricité

En pleine vague de chaleur, les autorités californiennes ont récemment demandé à ce que les batteries de stockage des panneaux solaires installés chez des entreprises et des particuliers soient utilisées pour alimenter le réseau électrique collectif et éviter les coupures de courant.

Mais si les batteries se présentent peu à peu comme une alternative bas-carbone aux centrales à gaz, leur mise en réseau impose de relever plusieurs défis.

Californie : un bon élève dans la lutte contre le réchauffement climatique

Ces dernières années, la Californie a enchaîné les épisodes climatiques particulièrement violents, soumettant le réseau électrique locale à rude épreuve. En effet, avec des températures largement au-dessus des normales saisonnières, les climatiseurs californiens tournent à plein régime, entrainant un pic de la demande énergétique.

Aux Etats-Unis, la Californie a pourtant la réputation d’être un excellent élève en matière d’énergies renouvelables. D’une part, la moitié de la production électrique locale provient de centrales à gaz naturel qui produisent nettement moins de CO2 que les centrales à charbon présentes ailleurs aux Etats-Unis. D’autre part, le climat californien est propice à l’installation d’équipements photovoltaïques, qui sont de plus en plus souvent couplés à un stockage en batterie permettant un fonctionnement de nuit.

Centrale électrique virtuelle

Ces batteries de stockage, normalement destinées à être utilisées par leurs propriétaires, ont récemment été mises en réseau afin d’éviter des coupures de courant. Le mois dernier, au plus fort du pic de demande énergétique, l’agence de régulation des infrastructures publiques a en effet demandé à la California Solar and Storage Association de mettre ses membres à contribution.

Des centaines de batteries présentes chez des professionnels, collectivités territoriales et particuliers ont ainsi fourni plusieurs centaines de mégawatts. Soit l’équivalent, sur une courte période, de la production électrique d’une petite centrale au gaz. Une première étape intéressante, sachant que le potentiel de ces installations va grandissant. En effet, la compagnie Sunrun installe désormais deux fois plus de panneaux solaires équipés de batteries que l’année dernière. Et dans la région de San Francisco, déjà 60% de leurs installations photovoltaïques comprennent des batteries.

A terme, plusieurs experts estiment que des batteries connectées et pouvant être contrôlées à distance pourraient former de véritables usines électriques virtuelles, dispersées et redondantes.

Un modèle de distribution à redéfinir

Mais avant cela, il reste à régler de nombreux détails, notamment celui de la compensation financière. Pour l’heure, les entreprises sont dédommagées pour l’utilisation de leurs batteries, mais la participation des particuliers reste bénévole. Avec la généralisation des installations de batteries, les autorités californiennes et les compagnies électriques devront néanmoins trouver des solutions plus pérennes afin de passer d’un modèle centralisé à une production électrique plus dispersée, mais aussi plus complexe à gérer. La possibilité de réquisition des batteries en cas d’urgence est également au cœur des débats.

Enfin, à plus long terme, la question du recyclage des batteries finira par se poser, au risque de créer une nouvelle catastrophe écologique en essayant d’en enrayer une autre.

Source : New York Times

Modifié le 10/09/2020 à 13h41
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jaceneliot
«&nbsp;Mais si les batteries se présentent peu à peu comme une alternative bas-carbone aux centrales à gaz, leur mise en réseau impose de relever plusieurs défis.&nbsp;»<br /> Qu’est ce qu’il ne faut pas lire comme bêtises. Les batteries ne seront JAMAIS (edit: d’accord, peut-être pas jamais, mais pour l’instant ce n’est pas viable) une alternative viable. On ne stocke pas l’énergie. C’est pas une question de pRoGrEs ou de technologie, mais de physique. Le problème est la perdition énergétique importante dans le stockage. L’autre problème est la durabilité faible des batteries, leur coût environnemental et leur coût financier. Les gens ayant déboursé 7000$ pour une batterie doivent rire jaune en voyant que leur investissement personnel est utilisé gratuitement par la collectivité, uniquement parce que la Californie poursuit une politique énergétique dictée par les lobbies gaziers et éoliens. Il faut arrêter de partir dans la mauvaise direction avec l’énergie, sinon on va droit dans le mur. Les sources intermittentes ne fonctionnent pas pour l’alimentation d’un pays, même si elles peuvent être utiles dans certains contextes. Il faut privilégier les sources centralisées, car c’est la meilleure optimisation en termes d’infrastructures, de matériaux, de perdition électrique. Les barrages, le nucléaire, voilà l’avenir de l’électricité bas-carbone. Le combo gaz-solaire-éolien-batterie ne fonctionne pas.
icejedi
C’est marrant, mais je lisais justement un article qui mettait en valeur que la Californie avait tellement d’utilisation d’électricité par centrales à gaz cet été que c’était une catastrophe en matière d’émission de CO²… (Moins pire que la Mongolie et ses 100% charbon évidement, mais bien pire que là où il y a du nucléaire)
dredre
Mais pourquoi en lisant d’autres sites j’ai une information totalement différente ?<br /> «&nbsp;En effet, avec des températures largement au-dessus des normales saisonnières, les climatiseurs californiens tournent à plein régime, entraînant un pic de la demande énergétique.&nbsp;»<br /> —&gt; Donc on comprend un pic de besoin d’électricité quand il fait chaud.<br /> «&nbsp;D’autre part, le climat californien est propice à l’installation d’équipements photovoltaïques, qui sont de plus en plus souvent couplés à un stockage en batterie permettant un fonctionnement de nuit.&nbsp;»<br /> —&gt; En une simple recherche google on apprend que le problème du photovoltaïque c’est que le besoin est de soleil mais pas de chaleur qui fait chuter le rendement. Donc en gros c’est quand il fait le plus chaud qu’on a le plus besoin d’électricité et que le rendement est affaiblie.<br /> Je dois croire quoi moi ?
Pas_de_Bol
Ces batteries de stockage devraient uniquement se composer de rebus de voitures électriques, avec une capacité certes réduite par rapport à celle d’origine mais suffisante pour cette utilisation.<br /> Vivement qu’un marché se développe.
cirdan
Je suis étonné de ne voir aucune référence aux gigantesques incendies qui ont lieu en ce moment en Californie, puisqu’ils sont aussi responsables de coupures d’électricité.<br /> Courrier international – 9 Sep 20<br /> Le chiffre du jour. En Californie, la saison des incendies bat déjà tous les...<br /> Plus de 930 000 hectares ont brûlé cette année, qui est déjà la pire depuis que des statistiques sur les incendies ont commencé à être compilées en Californie en 1932.<br />
philouze
" On ne stocke pas l’énergie. C’est pas une question de pRoGrEs ou de technologie, mais de physique. Le problème est la perdition énergétique importante dans le stockage. "<br /> Je pense que tu te bases sur de vieilles notions, effectivement le plomb était à charge lente et sujet à l’autodécharge, avec un mauvais rendement interne (et d’autres travers).<br /> ce n’est plus du tout le cas des stockages modernes. Les LiPo / Li-Ion / Lifepo4, mais aussi les Redox vanadium et autres, c’est 99% de rendement, et des très importants cyclages en floating.
philouze
oui,<br /> mais il y en a pas encore assez.<br /> L’autre voie prometteuse est la mise en charge bidirectionnelle des voitures garées en journées sur parking pro et en charge nocturne.
cyrilinf
Voila ce que j’ai fait avec des batterie de pc portable qui partaient au rebus, 2 batteries (powerwall) pour un total de 37Kwh avec un onduleur hybride. Cout du projet moins de 900€ et 8 mois de travail.<br /> Je préfère aussi une centrale nucléaire à une centrale à gaz, dire qu’on laisse des déchets nucléaire à nos enfants pour des millions d’année c’est mignon, se projeter aussi loin est un peu utopique je vois ça à plus court terme au niveau du réchauffement et du CO2. Le CO2 c’est bien ca se voit pas l’effet est pas immédiat c’est génial c’est pas un castor sur un wagon c’est certain par contre c’est chez tout le monde.<br /> Il faut peut être des batteries un peu partout pour ceux qui veulent, mais à base de cellules de seconde vie, perso je suis éffacé du réseau depuis 3 mois mais l’hiver devrait y mettre un terme
jaceneliot
philouze:<br /> e cas des stockages modernes. Les LiPo / Li-Ion / Lifepo4, mais aussi les Redox vanadium et autres, c’est 99% de rendement, et des très import<br /> Je doute fortement que 99 % de l’électricité produite disons par un panneau sur le toit soit consommée au final, avec un système sur batterie. Je suis même presque certain que c’est faux. Certes des progrès ont été fait dans les batteries, mais on est très loin de pouvoir en faire le système principal, et beaucoup pensent que ce sont des limites physiques qui l’interdisent.<br /> Il est facile de comprendre qu’un système électrique (c’est pour ça qu’on l’a fait d’ailleurs) fonctionne infiniment mieux avec des grosses centrales produisant beaucoup, et un réseau amenant l’électricité depuis ces centrales. On accumule les avantages en termes de rendement, de coûts et de besoins en matériaux. Tout l’inverse des éoliennes, qui doivent être reliées individuellement, pour un coût astronomique, y compris écologique et en matériaux. Et une fois qu’elle est en place, il faut tout relier. Elle sera là pour 20 à 30 ans, puis il faut tout recommencer. De plus, elle produira sur une année environ 20-25 % de sa puissance nominale. Contrairement à d’autres moyens comme le nucléaire qui peuvent dépasser 95 %. Elle ne sera pas non plus pilotable, donc on ne peut absolument pas l’utiliser en dehors d’une solution d’appoint, où elle sera prioritaire sur le réseau de façon artificielle, baissant d’autres moyens à coût fixes, comme le nucléaire ou l’hydraulique. On perd donc sur tous les plans. La batterie dans tout-ça ? Un moyen de rendre pilotable ces énergies qui ne fonctionnent pas. Sauf que, et le calcul a été fait, si on voulait un système 100 % éolien-solaire avec un peu d’hydraulique, il faudrait débourser des milliers de milliards, enfin, des sommes absolument irréalistes. Pas irréalistes dans le sens «&nbsp;on n’investit pas assez&nbsp;», irréalistes car des budgets comparables à celui de l’éducation française pour installer 10 ans de batterie, avant de renouveller l’investissement pour cause d’usure. Aujourd’hui, sauf coup de pub, coup de communication largement à perte ou grâce aux aides d’État, il est impossible de faire tenir un système global dans un pays avec éolien/solaire + batteries. Un simple calcul vous le montrera. Prenez la production totale française et multipliez par le prix d’un kWh de batterie et vous verrez bien. Donc on fait comment ? On ne vit que la journée, quand il y a du soleil et qu’il y a du vent ? On accepte les coupures journalières ? Ou on compense avec du gaz et du charbon ? Ou alors on se ressaisit et on investit dans le nucléaire et l’hydraulique et on garde les ENR pour assurer le chauffage ?<br />
Pas_de_Bol
Oui, mais cela réduit la durée de vie des-dites batteries des voitures.
Nmut
Tout est vrai.<br /> Tu perds à la très grosse louche 1% de rendement par °C au dessus de 25°C. L’ensoleillement supérieur n’est alors plus compensé au delà d’une certaine température (peut être au delà de 30°C, je ne sais pas exactement je n’ai pas fait le calcul). Il y a quand même des solutions (ventilation, panneaux mixte photovoltaïque / thermique).<br /> Et c’est clair qu’au EU dans une région chaude, les clims doivent pomper un max.<br /> Reste que les panneaux peuvent largement compenser la consommation de la clim d’une maison.<br /> Conclusion: tu peux croire tout ce que tu lis, il faut juste faire attention aux conclusions dans les articles ne parlant qu’un coté du problème qui pourraient être orienté trop écolo ou trop pétrole!
Myst
Le problème avec le nucléaire, c’est que le jour où il y a un accident, les problèmes sont à court, moyen et long terme.
Nmut
Tout à fait, mais de manière peu significative. Et plus il y aura de batteries, moins la sollicitation moyenne sera importante.<br /> On est dans un système win-win en plus, une centrale coute très cher, surtout en relevage ou elle ne tournera qu’une petite partie du temps pour une durée de vie et un cout d’entretien quasiment fixe et le problème sera de plus en plus prégnant avec plus d’énergies renouvelables. Le fournisseur d’énergie sera prêt à payer le prix fort (probablement aux alentours du prix maximum de l’électricité) pour quelques fois dans l’année et quelques % de la capacité de la batterie de ton véhicule ou résidentielle.
dredre
Il suffit de ventiler les panneaux solaire ? Donc de consommer de l’électricité pour en produire ? Pour le coup c’est comme les pales des éoliennes qu’on chauffe en hiver pour éviter la formation de glace.<br /> J’ai peur de mon raisonnement trop basique de l’utilité d’utiliser du courant pour maintenir une production… Est-ce qu’au moins un ingénieur a fait le calcul simple de l’utilisation électrique par rapport à ce que ça peu produire en plus ?<br /> Ou alors on balance un chiffre de production électrique total sans déduire la conso électrique du machin, tout ça car ça plus fait jolie dans les statistiques…
Nmut
Ils ne faut pas prendre les ingénieurs pour des andouilles non plus! On n’est pas à l’abri d’une bourde mais on réfléchit quand même. En tout cas pour moi, personne ne s’est pas plein de ce que j’ai conçu! <br /> De toute façon une ventilation passive (couche d’air circulant par convection sous les panneaux) est très efficace.<br /> Je ne sais pas si une ventilation active gagnerait ou pas, tout est une question de cout et de rendement. Si ça coute plus cher que ça ne rapporte, ce n’est pas fait. Si ça consomme plus que ça n’améliore le rendement, ce n’est pas fait non plus. Je ne sais pas si ça a été déjà fait…<br /> Je ne savais pas qu’il y avait du dégivrage sur les pales des éoliennes mais cela a du sens. Le givre perturbe grandement l’aérodynamique (c’est pour cela que l’on dégivre les avions) et les quelques kW de chauffage doivent très largement être compensés quand l’éolienne tourne correctement.
faciliteur_de_transit
Très bon article qui nous prépare à ce qui nous attend. Un peu de lecture par ici : https://www.lepoint.fr/economie/quand-trop-d-energies-renouvelables-privent-la-californie-d-electricite-20-08-2020-2388408_28.php
keyplus
je croyais qu ils se chauffaient au bois la bas
Nmut
Il faut espérer que leur expérience servira aux autres. Certains pays avec un mix équivalent arrivent à s’en sortir sans problème.<br /> Et puis on parle des Etats-Unis. Mes quelques années là-bas m’ont appris a apprécier la fourniture d’énergie française (une coupure de 2 h et peut-être 2 ou 3 de quelques minutes en 20 ans). Là-bas, il neige ça coupe (ok, c’était près de Chicago et là bas la neige c’est 30cm de neige ultra lourde en 2h…), il vente ça coupe, il fait froid ça coupe (ok aussi, -15°C avec un vent d’enfer, des maisons mal isolées chauffées à 25°C, ça doit bien pomper sur le réseau!), il fait chaud ça coupe. Dans la moitié des cas ce sont des pannes à cause du réseau et des centrales mal entretenus, le reste des délestages volontaires… Bref, belle gestion pourrie. La Californie étant un peu plus riche, c’est peut-être mieux…
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