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IElectrix : des solutions pour soutenir le développement des communautés énergétiques locales
La restitution finale du projet IElectrix s’est déroulée jeudi 23 février à Paris. Ce projet, co-financé par l’Union européenne, visait à développer des solutions techniques innovantes pour faciliter la mise en œuvre des communautés énergétiques locales alimentées par les énergies renouvelables, grâce au rôle de facilitateur des gestionnaires de réseaux de distribution (GRD). Cinq démonstrateurs en conditions réelles ont été mis en place, en Allemagne, en Autriche, en Hongrie et en Inde. En parallèle, IElectrix a analysé la réglementation existante dans différents pays européens et proposé des évolutions réglementaires essentielles pour permettre le développement des communautés énergétiques. L’objectif final était de concevoir des modèles basés sur des solutions techniques interopérables, viables économiquement et réplicables partout en Europe et dans le monde.
Le développement des communautés énergétiques locales fait partie des priorités de la Commission européenne pour la transition énergétique, mais un certain nombre de freins doivent encore être levés. Tout d’abord, sur le plan réglementaire, rares sont les pays de l’Union européenne à avoir mis en place un cadre juridique favorable à leur développement. Ensuite, le rôle central de la flexibilité et de la digitalisation pour raccorder ces communautés d’énergie au réseau de distribution est souvent insuffisamment pris en compte, ce qui génère des problèmes de congestion et de stabilité du réseau, et ne permet pas aux consommateurs de valoriser économiquement la flexibilité qu’ils peuvent apporter en réponse aux besoins des GRD.
Le projet IElectrix a impliqué 16 partenaires issus de 8 pays européens (Allemagne, Autriche, Belgique, Espagne, Finlande, France, Grèce et Hongrie) et d’Inde pour tenter d’apporter des solutions concrètes et réplicables aux différents problèmes rencontrés.
Pour les réseaux moyenne tension, IElectrix a testé un stockage mobile par batterie au niveau du poste électrique de distribution afin de permettre aux GRD de réduire les incertitudes liées aux investissements, de faciliter l’intégration des énergies renouvelables et de favoriser l’utilisation locale de la flexibilité.
Ainsi, un premier projet a été réalisé dans la région de Friedland, une zone rurale située près de la mer Baltique, avec une forte pénétration des énergies renouvelables, qui représentent une production au moins deux fois plus élevée que la consommation locale. Une solution de stockage mobile par batterie a été couplée à un système de gestion de l’énergie (EMS) pour maximiser la flexibilité locale et éviter d’investir dans un renforcement du réseau. Cette solution a aussi permis de réduire de 2 à 4% le besoin d’écrêtement de la production d’énergie renouvelable et de réduire de 27% les pertes du réseau. Pour la communauté énergétique adossée au projet, l’autoconsommation a été augmentée de 13%, l’autosuffisance de 36%, et les émissions de CO2 ont été réduites de 20%. Enfin, la stabilité du réseau a été améliorée grâce au meilleur contrôle de la tension et à l’inertie virtuelle permises par la solution de stockage et l’EMS.
Une solution similaire a été testée avec succès en Hongrie, dans une zone touristique qui connaissait une variation saisonnière très importante de la consommation d’électricité. Le stockage par batterie et le système avancé de contrôle direct de la consommation ont permis d’éviter un renforcement du réseau en réduisant la pointe de consommation et les écarts de tension, tout en maximisant la consommation d’énergie renouvelable. Par ailleurs, les habitants ont eu accès aux courbes de production et de consommation en temps réel, affichant le contenu carbone de l’électricité, afin de les inciter à jouer un rôle actif dans le système énergétique local.
Pour les réseaux basse tension, deux cas d’usages ont été testés en Autriche et en Inde avec une participation active des consommateurs.
À l’est de l’Autriche, le projet a concerné la communauté énergétique ökoEnergieland qui implique 19 municipalités et dont l’objectif est d’améliorer l’efficacité et la sobriété énergétique, l’utilisation des ressources locales et le développement des énergies renouvelables. La flexibilité de la demande a été testée avec des clients résidentiels et commerciaux et un système de stockage par batterie a été installé dans un collège agricole pour stocker l’énergie provenant d’installations photovoltaïques. La prévision et le contrôle de l’énergie produite et consommée ont été améliorés grâce à un tableau de bord de contrôle. Le profil de flexibilité des participants a ensuite été établi pour estimer le volume de flexibilité qui pourrait être attendu des participants, puis les consommateurs ont été sollicités sur cette base pour participer à un programme de maîtrise de la demande d’énergie basé sur des signaux de prix. Enfin, la résilience du réseau local a été améliorée.
En Inde, un démonstrateur piloté par Enedis en coopération avec Tata Power Delhi Distribution Limited a permis de mettre en place un microréseau basse tension en aval d’un poste de distribution fournissant l’électricité à une communauté d’une trentaine de points de consommation dont un lycée accueillant plus de 4 000 élèves, avec PV, batterie et un EMS pour optimiser le stockage et maintenir l’alimentation en cas de coupure sur le réseau moyenne tension grâce à une solution d’ilotage. Schneider Electric a fourni le centre de contrôle de l’énergie du microréseau qui permet de télésurveiller et de piloter l’autoconsommation, tout en améliorant la stabilité du réseau basse tension. La digitalisation des équipements et une solution logicielle de supervision ont par ailleurs permis d’améliorer la résilience du système énergétique local. La résolution des problèmes liés à la qualité de fourniture et à la régulation de la tension a été significativement améliorée par ce démonstrateur, tout en réduisant les émissions de CO2.
Le projet IElectrix a ainsi permis d’apporter des solutions concrètes à de nombreux défis pour accélérer la transition énergétique : maximiser l’utilisation de la production d’énergie renouvelable locale, accroître la résilience du réseau local, augmenter la flexibilité de la demande, développer des solutions standardisées au niveau européen, et enfin, permettre d’accélérer le déploiement de communautés énergétiques locales et de donner aux citoyens les clés pour maîtriser l’énergie qu’ils consomment. Différents types de cas d’usages ont été déployés, dans des contextes différents, pour démontrer la réplicabilité des solutions proposées, et développer des technologies interopérables.
Cependant, si les différents démonstrateurs ont été des réussites sur les plans techniques et de l’implication des consommateurs dans le système énergétique local, l’analyse coût-bénéfice fait ressortir l’importance de réussir à développer plusieurs usages pour la batterie. Si celle-ci répond au seul besoin de régulation de la tension ou uniquement à la résolution des problèmes de congestion sur le réseau, l’équation économique du projet est souvent défavorable. Idem si elle n’est utilisée que pour satisfaire la demande des marchés de l’électricité, en revendant l’électricité stockée au meilleur prix. Trouver différents usages à la batterie permettrait d’en augmenter la valeur économique, mais la solution est loin d’être évidente, notamment dans le cas où il s’agit d’un service contractuel passé avec le gestionnaire de réseau de distribution.
Les résultats d’IElectrix ont démontré l’importance du réseau et le rôle clé du gestionnaire de réseau de distribution pour soutenir le développement des communautés énergétiques. Plus globalement, les solutions issues du projet IELECTRIX vont permettre d’accélérer le développement de réseaux flexibles et intelligents intégrant une proportion élevée d’énergies renouvelables, et capables de s’adapter à divers contextes géographiques, juridiques et techniques. Ces solutions vont enfin contribuer à accroître la résilience du réseau et renforcer la sécurité d’approvisionnement, deux enjeux majeurs pour réussir la transition énergétique.