Rapport CAS Technologies competitives - D'Dline 2020

Des technologies compétitives au service du développement durable
2 Les technologies permettant d’assurer la régulation
et la sécurité du système électrique
La variabilité croissante de la demande (augmentation des pics de consommation
d’électricité, introduction à venir de flottes de véhicules électriques) et de l’offre (qui
s’explique par la pénétration croissante d’énergies renouvelables intermittentes et
variables comme l’éolien et le solaire) à l’échelle nationale mais également
européenne pose des défis en termes de sécurité et d’équilibre du réseau :
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l’intermittence saisonnière et journalière de ces énergies (inadéquation structurelle et
prévisible entre l’offre proposée et la demande) pose la question de la mise à
disposition de moyens de production ou de stockage complémentaires ainsi que
des moyens de pilotage de la demande afin de gérer leur indisponibilité programmée ;
la variabilité aléatoire de ces énergies impose d’avoir à disposition des réserves de
puissance rapidement mobilisables afin d’assurer l’équilibre du réseau.
Les réserves de capacités nécessaires deviennent importantes dès lors que ces
énergies renouvelables (éolien et solaire) représentent une part significative de la
production d’électricité, mais une convergence temporelle entre augmentation de la
pénétration et disponibilité des solutions de stockage, hydraulique notamment,
pourrait neutraliser l’effet. Dans le cas particulier de l’éolien, on constate qu’à certains
moments, la disponibilité globale équivaut à moins de 10 % de la puissance éolienne
installée sur toute l’Europe. Le bénéfice du foisonnement des régimes de vents à
l’échelle européenne est donc limité. Par ailleurs, le foisonnement entre l’Allemagne et
l’Espagne se fait à travers la France et encombre des lignes qui pourraient être
utilisées à d’autres fins. Ce problème ne devrait véritablement se poser en France
métropolitaine qu’à partir de 2020, mais il est d’ores et déjà perceptible dans les DOM
où la pénétration des énergies intermittentes (éolien et solaire confondus) est plus
importante qu’en métropole.
Les outils de régulation utilisés ne sont pas les mêmes selon l’échelle de temps
considéré. Ainsi faut-il distinguer les moyens de modulation saisonnière des moyens
de régulation journalière. Pour la modulation saisonnière, on peut avoir recours aux
centrales nucléaires, aux centrales thermiques et aux aménagements hydroélectriques
dits de « lacs ». Ces derniers se caractérisent par des capacités de réservoir très
importantes pouvant assurer des durées de fonctionnement à pleine puissance
supérieures à 400 heures par an : l’eau est stockée au printemps puis restituée en
hiver. Mais le problème majeur reste la régulation journalière que l’on peut traiter en
utilisant le stockage hydraulique (usines d’éclusées ou station de transfert d’énergie
par pompage, STEP) ou en régulant certains usages du côté de la demande (en
utilisant par exemple l’inertie des bâtiments). C’est là que les réseaux intelligents ou
smart grids trouvent tout leur intérêt car ils permettent d’intervenir rapidement en
particulier pour jouer sur l’interruptibilité de certaines consommations. Un autre
moyen est de développer les interconnexions électriques, au niveau européen, voire
au-delà, afin de pouvoir bénéficier de la diversité des ressources et des
complémentarités éventuelles des structures de demande.
En somme, les solutions technologiques pertinentes envisagées en réponse à ces
défis concernent, au-delà des moyens classiques de production déjà évoqués :
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les moyens de stockage stationnaire d’énergie : seules deux technologies
semblent matures économiquement aujourd’hui pour des applications de
Centre d’analyse stratégique - 22 - Août 2012
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