Les énergies solaire et éolienne comme bases d’un réseau électrique fiable
Par Robert Hornung, président et chef de la direction, Association canadienne de l’énergie renouvelable
Ensemble, l’éolien, le solaire et le stockage d’énergie constituent des solutions fiables pour satisfaire les besoins énergétiques du Canada dans une économie carboneutre.
Tous savent que les énergies éolienne et solaire sont variables : le temps n’est pas toujours ensoleillé ou venteux.
Cependant, grâce aux technologies émergentes du secteur de l’électricité et aux nouvelles utilisations des technologies et des infrastructures existantes, bâtir un réseau électrique fiable fondé sur les énergies éolienne et solaire est manifestement possible.
Miser sur l’éolien et le solaire
Ce n’est pas de la science-fiction : il est déjà démontré que les énergies éolienne et solaire peuvent combler une portion considérable des besoins en électricité.
Actuellement, elles répondent à environ 6,8 % de la demande énergétique du Canada et,dans une plus grande proportion, elles répondent à 25 % de la demande à l’Île-du-Prince-Édouard et à 13 % en Nouvelle-Écosse).
Mais elles peuvent y contribuer encore plus.
Dans l’Union européenne, l’énergie éolienne comble déjà 16 % de la demande d’électricité. Cette proportion s’élève à plus de 20 % en Irlande, au Portugal, en Allemagne, en Espagne et au Royaume-Uni, et à près de 50 % au Danemark.
Parallèlement, l’énergie solaire répond maintenant à près de 10 % de la demande énergétique de certains pays.
En effet, Bloomberg New Energy Finance prévoit qu’en 2050, l’éolien et le solaire représenteront 56 % de la production mondiale d’électricité, atteignant des niveaux de pénétration de 70 à 80 % dans certains pays.
Mais étant donné la variabilité de la production éolienne et solaire, comment est-ce possible?
Généralement, la production d’énergie éolienne est plus élevée la nuit et l’hiver, et la production d’énergie solaire, l’été et le jour. Si cette complémentarité naturelle atténue la variabilité, les opérateurs de réseaux électriques, qui doivent équilibrer l’offre et la demande, ont besoin d’une plus grande certitude.
L’éolien et le solaire sont des énergies renouvelables abordables et carboneutres, mais leur croissance rapide augmente la variabilité dans le réseau.
Heureusement, les opérateurs disposent de plus en plus d’outils pour la gérer tout en tirant le maximum du solaire et de l’éolien.
Le stockage d’énergie : un outil en plein essor
Les technologies de stockage existantes sont nombreuses (batteries, volants d’inertie, pompage, air comprimé, hydrogène), mais elles ont une chose en commun : elles stockent l’énergie produite pour une utilisation ultérieure.
Récemment, les technologies de batterie ont suscité beaucoup d’intérêt. Elles sont rapidement mises en place et, au cours des dix dernières années, leur coût a chuté de 90 %.
Les batteries peuvent être utilisées seules ou dans le cadre de projets d’énergie renouvelable (ou projets hybrides). Elles peuvent répondre rapidement et avec précision aux directives des opérateurs de réseaux, ce qui en fait d’excellentes candidates pour renforcer la fiabilité du réseau, par exemple par le façonnement des énergies renouvelables, la gestion de la transmission et de la congestion, et le maintien de la tension.
Les batteries peuvent stocker de l’énergie pendant plusieurs heures, mais d’autres technologies émergentes, comme le stockage par air comprimé, offrent une capacité à plus long terme.
Les abondantes ressources hydroélectriques du Canada peuvent aussi stocker de l’énergie pendant de très longues périodes. Les réservoirs derrière les barrages emmagasinent l’énergie produite par les installations solaires et éoliennes, puis la libèrent au besoin. En effet, le Minnesota a recours aux ressources de Manitoba Hydro pour compenser la variabilité de sa production éolienne.
Interconnexion entre les réseaux
Les interconnexions entre les réseaux électriques sont un autre important outil de gestion de la variabilité : plus elles sont nombreuses, plus l’éventail d’options de gestion s’élargit.
De nombreuses études montrent que l’amélioration des interconnexions est un excellent investissement, qui s’avère aussi essentiel à l’accélération du déploiement des énergies renouvelables.
Mais les nouvelles méthodes de transmission ne sont pas tout…
L’émergence rapide des ressources d’énergie distribuées et la prévalence des technologies de réseaux intelligents donnent aussi de nouvelles options aux opérateurs de réseaux pour gérer la variabilité du côté de la demande.
Prenons l’énergie éolienne : comme la production atteint généralement son sommet la nuit, quand la consommation d’électricité est la moins élevée, on pourrait facilement utiliser cette énergie abordable en faisant augmenter la demande pendant cette période – par exemple en encourageant la recharge des véhicules électriques la nuit. Après tout, les batteries des véhicules électriques sont conçues expressément pour stocker l’énergie en vue d’une utilisation ultérieure.
Soulignons aussi que les nouvelles technologies solaires et éoliennes peuvent offrir de nombreux services de fiabilité sur le réseau, comme la réponse de fréquence rapide et la régulation de la puissance réactive. De plus, en cas de chute subite de la demande d’électricité, elles permettent de réduire la production beaucoup plus rapidement et à moindre coût que les technologies de production traditionnelles.
Les bases du réseau de demain
Donc, pouvons-nous profiter du coût incroyablement bas des énergies solaire et éolienne et les placer au cœur de réseaux d’électricité fiables? La réponse est oui.
Plus encore : les énergies éolienne et solaire et le stockage d’énergie constitueront des bases solides. Les réseaux de demain seront plus diversifiés, décentralisés et interconnectés, et privilégieront le solaire et l’éolien tout en fournissant les outils nécessaires pour assurer leur fiabilité. Les Canadiens profiteront alors de services améliorés à prix réduit permettant en prime de lutter contre les changements climatiques.
Cet article est le quatrième d’une série exposant la vision de CanREA dans laquelle j’explique pourquoi les énergies éoliennes et solaires et le stockage d’énergie seront au cœur de la transition énergétique du Canada. Jusqu’à présent, j’ai fait valoir que ces technologies représentent la trajectoire la plus abordable pour le réseau électrique, en plus d’offrir de nombreuses retombées économiques intéressantes (création d’emplois stables bien rémunérés et investissement dans les communautés rurales). Elles nous permettent également de lutter contre les changements climatiques, le plus important défi environnemental de notre époque, et elles représentent des solutions fiables pour l’avenir énergétique du Canada. Dans mon prochain article, j’expliquerai comment elles offrent de nouvelles options aux consommateurs.