Autoconsommation électrique : vers un nouveau modèle énergétique basé sur l’autogestion

2021/09/01 Zubiria, Ander - Ingeniaritza Elektrikoa Saila. Bilboko Ingeniaritza Eskola (EHU) | Villena, Unai - Ingeniaritza Elektrikoa Saila. Bilboko Ingeniaritza Eskola (EHU) | López, Iraide - Ingeniaritza Elektrikoa Saila. Bilboko Ingeniaritza Eskola (EHU) | Gómez, Julen - Ingeniaritza Elektrikoa Saila. Bilboko Ingeniaritza Eskola (EHU) | Aranzabal, Itxaso - Ingeniaritza Elektrikoa Saila. Bilboko Ingeniaritza Eskola (EHU) Iturria: Elhuyar aldizkaria

Le besoin de changer les modèles que nous utilisons pour générer de l'énergie est un sujet qui est depuis longtemps sur la table dans le monde. Sur le chemin de la transition énergétique entreprise, l'autoconsommation électrique est de plus en plus écho. La nouvelle réglementation adoptée par l'État espagnol en 2020 a entraîné d'importants changements en matière d'autoconsommation. Cet article expliquera ce qu'est l'autoconsommation et la communauté énergétique et ce que de nouveaux futurs offrent dans cette transition énergétique.
Figure . Génération centralisée.

Transition énergétique

La transition énergétique vise la transformation du modèle énergétique actuel. Atteindre un nouveau modèle énergétique durable qui garantit le bien-être des citoyens et des générations futures. La lutte contre le changement climatique est l'une des principales motivations pour promouvoir ce changement, il est donc essentiel de prendre des décisions pour limiter le changement climatique et ses conséquences et réaliser un développement plus durable [1-2].

L'Union européenne a adopté une série de mesures pour la réduction des émissions et l'adaptation au changement climatique pour 2020 et 2030 [3], notamment :

  • Réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES) d'au moins 40% par rapport aux niveaux de 1990.
  • Augmenter l'apport minimum d'énergies renouvelables jusqu'à 32% par rapport à la consommation totale d'énergie.
  • Augmenter l'apport minimum d'efficacité énergétique jusqu'à 32,5%.

Au Pays Basque, il y a aussi l'engagement d'atteindre ces objectifs (en témoigne la Loi de Durabilité Énergétique de la CAPV [4]).

Analyse du modèle énergétique basque actuel

Avant de continuer à parler de la transition énergétique, il faut analyser le modèle énergétique actuel du Pays Basque et expliquer quelques points significatifs.

D'une part, la demande énergétique du Pays Basque dépend largement des importations, 94% de l'énergie de la Communauté Autonome du Pays Basque (CAPV) et 80% de la Navarre provient de l'extérieur [5]. Et les combustibles fossiles continuent d'avoir un poids très important dans la consommation totale d'énergie.

En ce qui concerne la production d'électricité renouvelable, bien que dans la dernière décennie la capacité de production d'énergie hydroélectrique et éolienne ait été relativement stable, comme indiqué dans le récent rapport 2020 du Système Électrique publié par Réseau Électrique d'Espagne (REE) [13], seulement 16,5% de la puissance totale installée actuellement dans le CAPV correspond aux énergies renouvelables : 5,9% correspond à l'énergie photo5,3%. Si on regarde les données de Navarre, 53,2% de la puissance totale installée serait renouvelable: 6,8% énergie hydraulique, 32,1% énergie éolienne et 4,7% photovoltaïque [13]. Si nous analysons la situation du nord, la dépendance de l'État français à l'énergie nucléaire est élevée, puisqu'entre 75 et 80% correspond à l'énergie nucléaire, 10 à 15% à l'hydraulique et seulement 10% aux énergies renouvelables.

D'autre part, la structure du système électrique du Pays basque est centralisée [6]. C'est-à-dire que les grands points de génération sont prioritaires, situés loin des points de consommation (ce qui représente une plus grande perte de transport, de distribution et de coût). En outre, le réseau actuel permet l'échange énergétique dans une seule direction, avec de grandes difficultés pour contrôler et gérer l'impact de la demande.

Enfin, le système électrique suit le fonctionnement d'un modèle hiérarchique, car après l'étape de libéralisation, le consommateur ne paie que son électricité [7].

Figure . (a) Auto-consommation individuelle connectée au réseau interne, avec excédents et adaptés à compenser. La plus courante dans les maisons individuelles. (b) Auto-consommation partagée que tous les consommateurs sont connectés au réseau, avec des excédents et adaptés à compenser. Le plus courant dans les blocs de maisons.

Par conséquent, malgré l'évolution technologique, nous continuons à maintenir un modèle énergétique hautement dépendant du pétrole. Face à cette situation, sur le chemin de la transition énergétique entreprise, il est nécessaire d'établir un nouveau modèle énergétique, durable, distribué (décentralisé), respectueux de l'environnement (décarbonisé), numérisé et permettant au consommateur de s'engager et de sentir la pièce maîtresse du système. L'autoconsommation (surtout hybridée de stockage) et les communautés énergétiques joueront un rôle fondamental dans le changement de paradigme [8-9].

Autoconsommation électrique

L'autoconsommation est la production d'énergie pour l'autoconsommation à travers les énergies renouvelables. Aujourd'hui, les systèmes d'auto-consommation sont basés sur des installations solaires photovoltaïques avec batterie ou stockage hybride. L'autoconsommation peut être réalisée en incorporant une installation à n'importe quel point d'alimentation électrique dans les maisons, entreprises, institutions, écoles, mairies [8-9].

Le décret royal 244/2019 définit deux types d’autoconsommation [10-11]:

  • Individuel: un seul consommateur associé à l'installation solaire photovoltaïque.
  • Collective ou partagée: plusieurs consommateurs sont liés à l'installation solaire photovoltaïque.

Et dans l’installation solaire photovoltaïque on peut utiliser l’une des modalités d’autoconsommation suivantes:

  • Sans excédents: pour assurer que les excédents ne sont pas versés au réseau, il est nécessaire d'installer un système spécial. Il peut être intéressant de simplifier les autorisations nécessaires.
  • Avec les excédents et la compensation: l'excès d'énergie non consommée est versé au réseau et économisé sur la facture électrique au prix du taux de compensation convenu avec le marchand. Le bonus résultant de la compensation ne pourra pas dépasser la valeur économique de l'énergie consommée. Si cela se produisait, cette énergie serait entre les mains du marchand. Il est donc important de ne pas trop dimensionner dans le dimensionnement de notre installation.

Dans ce cas, un certain nombre de conditions doivent également être remplies:

  • La puissance maximale compensée ne peut pas dépasser 100 kW.
  • Établir des critères de distribution de l'énergie générée. Autrement dit, il faut décider quelle quantité d'énergie correspond à chaque consommateur. Ce sont généralement des critères fixes.
Figure . Structure de la communauté énergétique locale.
  • Avec des excédents et sans compensation : les excédents d'énergie non consommée sont vendus sur le marché de gros de l'électricité à la valeur de Pool ou énergie actualisée. Normalement, cette valeur Pool est plus économique que celle payée par le consommateur.

Le R.D. 244/2019 sur l’autoconsommation a constitué une étape fondamentale dans l’implantation de l’énergie photovoltaïque et de l’autoconsommation dans le réseau électrique de Basse Tension, puisque le consommateur peut désormais assumer le rôle du producteur, que nous appellerons désormais «fournisseur», et peut miser sur l’autoconsommation énergétique pour satisfaire ses besoins énergétiques.

Défis de l'auto-consommation partagée. Communauté énergétique

Comme indiqué dans le paragraphe précédent, sur le chemin de la transition énergétique, le consommateur peut acquérir de nouvelles capacités grâce à l'autoconsommation, car il peut produire, consommer, stocker ou vendre de l'énergie. L'excédent énergétique (produit mais non consommé) peut être accumulé dans des batteries et vendu par lui-même ou par un intermédiaire. Tout cela contribuera à l'autonomisation des consommateurs et permettra un modèle plus transparent et démocratique. Par conséquent, à l'avenir, il est possible qu'une partie importante de la société qui a été un simple consommateur devienne un fournisseur (producteur + consommateur). C'est pourquoi, au Pays Basque, on prévoit la présence de milliers de fournisseurs avec leurs propres batteries dans le réseau.

En outre, le manque de connaissances techniques suffisantes de la part de la plupart des utilisateurs et la complexité du fonctionnement du système et du marché électrique ouvre la porte à un nouvel agent responsable de la gestion de ses installations, l'agrégateur de la demande. L'agrégateur serait chargé de gérer les installations de nombreux fournisseurs. Vous pouvez également bénéficier d'avantages supplémentaires en proposant des services de configuration réseau [6]. D'autre part, une gestion optimale du stockage fournira une flexibilité au réseau électrique, augmentant la capacité d'adapter la production et la consommation des ménages aux besoins du réseau.

Il convient de noter que la figure de l'agrégateur reste une figure non réglementée. Cependant, compte tenu des nouvelles réglementations européennes, cela changera à court terme.

Qu’est-ce qu’une communauté énergétique locale:

En raison de la nouvelle législation, les communautés énergétiques constituent un autre des acteurs qui alimentent l'Europe. Par définition, « la communauté énergétique est une organisation légale autour de laquelle sont organisées des personnes et des entités de l’environnement proche, tant publiques que privées, pour collaborer à une activité liée au secteur énergétique, en fournissant des services à ses membres ou à la communauté locale, ou d’autres avantages socio-économiques et environnementaux ».

Les communautés énergétiques joueront un rôle important dans la transition énergétique. Ils transforment le système traditionnel de production et de distribution d'énergie en une zone locale et reposent sur l'exploitation intelligente des ressources énergétiques renouvelables locales pour lutter contre le changement climatique. L'objectif de la communauté énergétique est d'impulser les valeurs socio-économiques et environnementales, laissant en arrière-plan les avantages économiques, notamment pour permettre une plus grande participation et autonomisation des consommateurs locaux dans la prise de décision sur le marché électrique.

D'autre part, alors que la RD 244/2019 a fait un grand pas vers le développement de l'autoconsommation et des communautés énergétiques, il est aujourd'hui nécessaire d'analyser et de développer de nouveaux modèles d'affaires autour des communautés énergétiques.

Bibliographie Bibliographie

[1] M. L. Di Silvestre, S. Favuzza, E. R. Sanseverino, G. Zizzo. How Decarbonization, Digitalization and Decentralization are changing key power infrastructures. Renewable and Sustainable Energy Reviews 93 (2018) 483-498.
[2] Price Waterhouse Cooper (PwC), «Quel est le rôle joué par les réseaux électriques dans la transition énergétique? Générer des débats dans le secteur électrique», Technical report (2019).
[3] La politique énergétique: principes généraux. https://www.europarl.europa.eu/factsheets/es/sheet/68/la-politica-energetica-débuts-généraux.
[4] LOI 4/2019, du 21 février, sur la durabilité énergétique du Pays basque. https://www.legegunea.euskadi.eus/eli/es-pv/l/2019/02/21/4/dof/eus/html/
[5] Supermarché. Observatoire pour le développement économique et social du Pays Basque. Origine de l'énergie. https://gaindegia.eus/es/origines d'énergie
[6] M. Child, C. Kemcanal D. Bogdanov, C. Breyer. Flexible electricity generation, grid exchange and storage for the transition to 100% renewable energy system in Europe. Renewable Energy 139 (2019) 80-101.
[7] EE Power School, “Power System: Basic Structure and Functioning.” https://www.eepowerschool.com/energy/power-system-basic-structure-functioning/
[8] Price Waterhouse Cooper (PwC), “L'autoconsommation en Espagne. Segments résidentiels et commerciaux.” Technical report 2015.
[9] Deloitte Consultancy, « La contribution des réseaux électriques à la décarbonisation de la génération électrique et de la mobilité », Executive summary (2018).
[10] https://neuroenergia.com/la-nouveau-norma-de-autoconsumo-expliquée-détail-2/
[11] Guide professionnel de traitement de l’autoconsommation. https://www.idae.es/publications/guide-professionnel-de-traite-del-autoconsommation
[12] Plan d'énergie solaire photovoltaïque 2017-2020. Entité basque de l'énergie (EVE). https://www.euskadi.eus/contenus/plan_départementaux/16_plandep_xileg/es_def/3.-%20Plan%20Energ%C3%ADa%20Solar%20(2017-2020).pdf
[13] Progression du rapport du système électrique espagnol 2020. https://www.ree.es/es/données/publications/informe-annuel-système.