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La promotion du développement des énergies renouvelables en Suisse fait déjà partie du premier paquet de mesures pour la stratégie énergétique 2050. Entre autres, la puissance générée par l’énergie éolienne, actuellement chiffrée à 100 gigawattheures, devrait être multipliée par six d’ici 2020 et par quarante d’ici 2050. A l’heure actuelle, seulement 0,2% des besoins en électricité provient de l’énergie éolienne. Mais si l’on suit les objectifs de progression fixés, la part des énergies renouvelables devrait passer à 8% du besoin total en énergie de la Suisse. Cela ouvre de nouvelles perspectives, telles que la contribution de l’énergie éolienne sur le marché de la puissance de réglage. 

Les énergies renouvelables sont naturellement soumises à des fluctuations de production. Les jours de grand vent, les excédents générés ne peuvent être ni utilisés ni repris par le réseau, tandis que, les jours sans vent, les déficits doivent être compensés par le réseau public. Bien que la précision des prévisions en matière d’énergies renouvelables se soit nettement améliorée au cours des dernières années, elle n’est pas toujours suffisante pendant les périodes chargées ou les périodes de forte consommation. Les variations soudaines ont ainsi un impact direct sur la fréquence du réseau. Le maintien de cette fréquence est du ressort de Swissgrid. Par le passé, la stabilisation de l’approvisionnement des clients en électricité était principalement assurée par les centrales conventionnelles. Cependant, depuis peu, de plus petites installations reliées entre elles dans un système de pooling participent aussi au marché de l’énergie de réglage.

Défis et premières solutions en Allemagne

Le développement des énergies renouvelables impose à bien des égards de nouvelles exigences au système énergétique actuel et modifie considérablement l’industrie de l’électricité, ainsi que sa distribution et son transport. Un des défis du développement des énergies renouvelables est d’assurer la stabilité du réseau. En Allemagne, où suite à la loi sur le développement des énergies renouvelables (EEG), plus de 42 GW de la puissance installée en énergie éolienne alimente le réseau électrique, les installations d’énergie éolienne pourront aussi participer à l’avenir aux appels d’offres sur le marché de réserve-minute. Auparavant, il manquait dans ce domaine certaines procédures et règlementations permettant aux installations de proposer de la puissance de réglage avec le niveau de sûreté nécessaire, mais, depuis décembre 2015, cela est possible, grâce à un projet pilote de deux ans.

Les «Directives pour la préqualification des installations d’énergie éolienne pour la fourniture de capacité réserve-minute dans le cadre d’une phase pilote» permettent l’établissement de procédures rendant possible l’estimation de l’offre potentielle de services et assurant la fiabilité garantissant que le prestataire pourra satisfaire aux exigences en cas de commande. Les directives distinguent deux procédures pour la fourniture d’énergie de réglage: le «programme de fourniture» et l’«approvisionnement potentiel du réseau». Le «programme de fourniture» présente l’inconvénient majeur de contraindre les installations à livrer une valeur de puissance spécifiée par le programme et de fournir la puissance de réglage à un moment T défini. C’est pourtant ce que permet la précieuse énergie éolienne, car les installations sont bridées artificiellement pour ne produire qu’une fraction du potentiel d’énergie. En ce qui concerne l’«approvisionnement potentiel du réseau», l’installation n’est pas bridée à un niveau défini au préalable. Ce sera un procédé de calcul qui déterminera la quantité d’électricité que le prestataire aurait fourni sans la livraison d’énergie de réglage. Dans l’idéal, cette valeur calculée coïncide avec la valeur réelle mesurée indépendamment d’énergie fournie au réseau. Comme une prévision comporte toujours un élément d’incertitude, un degré de fiabilité élevé sera exigé pour la mise à disposition et la fourniture de puissance de réglage. Les gestionnaires du réseau de transport allemand (GRT) ont défini un niveau de sûreté de 99,994% pour la fourniture de puissance de réglage. Cela signifie que seulement 0,006% de la puissance proposée ne pourra pas être entièrement disponible. Een Allemagne d’ailleurs, un parc éolien de 89 MW est préqualifié pour la fourniture d’électricité réserve-minute et participe quotidiennement aux appels d’offres.

Illustration: Vue d’ensemble des procédures de détection

Source graphique: Puissance de réglage éolienne / Göttingen, 18.05.2016 / Manuel Glau

Un coup d’œil vers le Danemark

L’ampleur que prend dans d’autres pays européens la fourniture de puissance de réglage provenant d’installations éoliennes peut aussi être observée au Danemark. Comparativement à l’Allemagne, la capacité installée reste relativement faible et s’élève à un peu plus de 5 GW, mais elle contribue déjà à plus de 42% de la production brute en électricité. Depuis 2011, les exploitants d’installations éoliennes du Danemark ont par ailleurs la possibilité de participer au marché de l’énergie de réglage. Les faibles délais sont particulièrement remarquables. Au Danemark, l’offre d’énergie de réglage peut être envoyée ou modifiée jusqu’à 45 minutes avant la période d’exploitation. Cela contribue à améliorer considérablement la précision de la prévision pour les fournisseurs en énergie de réglage, elle-même étant directement liée au volume d’offre potentielle.

L’intégration des installations éoliennes dans cette prestation de service système n’a pas encore été abordée lors des discussions concernant la stratégie énergétique. Outre l’introduction prévue de la commercialisation directe d’énergies renouvelables, il serait pertinent d’incorporer ces dernières à la stabilisation de l’approvisionnement en électricité. Elles pourraient ainsi contribuer à ce que le déséquilibre du réseau électrique occasionné par les fluctuations d’approvisionnement (approvisionnement d’énergie solaire élevé) puisse être compensé par les installations (éoliennes) elles-mêmes.

Quels sont les avantages d’intégrer l’énergie éolienne au marché de la puissance de réglage?

La participation des installations d’énergie éolienne au marché de l’énergie de réglage présente un avantage de taille: les énergies renouvelables apportent elles aussi leur contribution à la stabilité du réseau. En outre, les gestionnaires du réseau de transport allemand ont aussi la conviction qu’en intégrant l’énergie éolienne pour son approvisionnement, la puissance de réglage aura à plus ou moins long terme de moins en moins recours aux centrales électriques conventionnelles. L’intégration d’installations éoliennes aurait de nombreux avantages également pour les consommateurs suisses d’électricité. Grâce à la soumission de prestation de services système, l’approvisionnement en énergie de réglage se répercuterait en effet sur les consommateurs suisses finaux. Ainsi, l’ouverture du marché permettrait d’augmenter le nombre de fournisseurs en énergie de réglage, ce qui encouragerait la concurrence et permettrait une baisse des prix pour la société. Car une puissance de réglage négative peut être maintenue sans coûts d’opportunité par des énergies renouvelables fluctuantes.

Les avantages l’emportent:

  • L’intégration de l’électricité d’origine éolienne conduit à une plus grande diversification des fournisseurs; la dépendance vis-à-vis des centrales hydroélectriques pour l’approvisionnement en énergie de réglage diminue
  • Grâce aux nouveaux fournisseurs sur le marché, la puissance de réserve-minute pourrait être obtenue à faible coût, les consommateurs d’électricité suisses en profiteraient directement et la charge concernant les soumissions sur les PSS diminuerait
  • La concurrence favoriserait les innovations dans le domaine des réseaux énergétiques intelligents
  • En participant au marché de l’énergie de réglage, les producteurs contribueraient à la stabilité du système et en tirent un avantage financier

L’adoption prochaine du premier paquet de mesures pour la stratégie énergétique 2050 et le développement des énergies renouvelables qui s’en suivra soulèvent la question de savoir quand Swissgrid publiera les dispositions de préqualification permettant aux installations éoliennes de se présenter comme fournisseurs de services système. Outre des exigences clairement définies, il faudra dans le même temps réfléchir à une réduction des délais de soumission actuels et à la durée des produits. Grâce à un déplacement raisonnable des délais pour la puissance de réglage secondaire et la puissance de réserve-minute, les offres pourraient être soumises plut tôt, ce qui contribuerait à augmenter considérablement l’apport des installations éoliennes à la stabilité du système.

Si l’électricité d’origine éolienne contribue dans une certaine mesure aux fluctuations du réseau en raison de son approvisionnement variable, elle peut aussi faire partie de la solution en participant au marché de l’énergie de réglage. Alors, pourquoi attendre plus longtemps?

Markus Bergmann

Markus Bergmann

Markus Bergmann, originator négoce, est responsable de la commercialisation directe en Allemagne au sein de BKW. En plus de la gestion des propres installations de BKW et de la commercialisation du courant renouvelable de tiers, le développement de nouveaux produits autour des énergies renouvelables est sa priorité.