L'électricité, une production locale ?
11 Février 2023
Les événements récents nous ont appris que le temps de l'électricité disponible à guichet ouvert n'est plus.
Quant au prix du kWh, il est désormais entre les mains des boursiers du grand marché européen, qui nous a récemment montré de quoi il est capable...
Ce « coup de semonce » adressé à nos dirigeants, et aux citoyens consommateurs, a déclenché un branle-bas et réveillé les instances d'en haut plus accoutumées à régler les problèmes par des études prospectives plutôt que par des décisions immédiates.
( Ce qui fait les choux gras des cabinets conseils...)
De sujet exotique traité par le GIEC, institution vénérable mais dépourvue du moindre pouvoir, la transition énergétique est devenue l'affaire du jour.
(« affaire » au sens propre pour certains qui y trouvent une nouvelle source de revenus).
Il s'agit donc de remplacer les sources fossiles d'énergie, et le plus rapidement possible puisque chaque année perdue dans l'inaction aggrave les conséquences du réchauffement climatique.
Contrairement aux apparences, le problème n'est pas de savoir par quoi remplacer les fossiles car nous n'avons simplement pas le choix, les seuls candidats disponibles aujourd'hui sont les renouvelables décarbonées ou à carbone recyclable et le Nucléaire.
( Les discussions sibyllines autour du nucléaire sont en voie d'apaisement devant l'évidence de l'absence d'autre choix...).
Le problème est maintenant de retrousser nos manches et de passer à l'action.
Mais, une chose est de prendre une bonne résolution, une autre est de la mettre en chantier.
Des années seront nécessaires pour concrétiser le discours d'aujourd'hui. La SNBC ( Stratégie Nationale Bas Carbone ) s'est fixée une échéance à 2050, ce qui nous promet une situation chaotique de quelques décennies avant d'atteindre le nirvana énergétique.
( Le nirvana en question se situant paraît-il quelque part au-delà de 2050...).
Au terme de ce parcours du combattant l'électricité « sera » devenue notre principale source d'énergie ( 24 % aujourd'hui, autour de 60% en 2050 ).
Il sera donc demandé beaucoup aux producteurs d'électricité, et il faut s'attendre à des difficultés au niveau de l'adaptation de l'offre à la demande.
Peut-être est-il temps de songer à garantir nos arrières...
Heureusement, grâce à l'évolution de la technologie, et les coûts chinois aidant, il est possible aujourd'hui de fabriquer cette électricité à la maison, et en quantités raisonnables.
Ce qui était impensable avec le pétrole devient accessible avec l'électricité pour un investissement abordable.
Avec quelques m2 de panneaux solaires sur un toit orienté favorablement, et/ou une petite éolienne, on peut déjà avoir une production annuelle de quelques 4 ou 5 MWh, voire davantage selon l'exposition*.
Avec l'avantage supplémentaire de pouvoir échapper au monde pétrolier si l'on possède une voiture électrique.
*( L'importance de l'installation dépend évidemment de la surface disponible, de l'orientation, de l'ensoleillement moyen de la zone géographique, du régime des vents locaux, des performances de la technologie utilisée, et de la réglementation locale ).
Il nous est donc possible de repenser notre approche de l'énergie domestique pour tenter de prendre quelque distance avec les soubresauts d'un marché devenu fou.
Les motivations d'une telle démarche sont diverses :
- Obtenir un complément de revenus en vendant tout ou partie de sa production.
- Réduire le montant de sa facture énergétique.
- Se prémunir contre des hausses ruineuses du coût de l'électricité de réseau.
- Se prémunir contre des coupures durables du réseau.
- Faire une geste écolo en réduisant son empreinte carbone.
- Devenir totalement indépendant du réseau, quelle qu'en soit la raison.
La dépendance à l'électricité est de plus en plus prégnante dans le foyer domestique: chauffage électrique, poêle à pellets, Téléphone IP, cuisine, ECS, Electroménager, automatismes, Internet, télé-travail, aides médicales, alarmes, recharge de voiture électrique, monte-escalier, audio-visuel, etc.
Face à un black-out électrique de plusieurs jours, le seul remède est la fuite...
( Expérience vécu en Dec 1999 ).
Avant de s'improviser cultivateur d'électricité, comme d'autres cultivent des tomates ou élèvent des poules, il faut y regarder de près sur l'impact réel de son projet dans ses différents aspects : écologie, sécurité d'approvisionnement, bilan financier, empreinte carbone, etc.
On regardera en particulier l'empreinte carbone des matériels utilisés et leur provenance.
Pour une telle installation, et contrairement à ce qu'on pourrait penser, le plus difficile à choisir n'est pas du côté de la production, mais plutôt du côté de la maison et de la gestion de cette production.
( L'appareillage nécessaire pour obtenir les fameux kWh est disponible avec un grand choix dans de nombreux catalogues, et son installation bénéficie de primes ).
La puissance domestique installée « raisonnable » et conforme aux normes du moment dépassera rarement 5 à 10 kW, ce qui correspond à une quantité annuelle moyenne d'énergie de l'ordre de 5 à 10 MWh selon les conditions de vent et d'ensoleillement.
Cette énergie n'est pas fournie de manière continue, elle fluctue selon les conditions de vent et/ou d'ensoleillement. Le besoin énergétique de base de la maison doit donc être aussi réduit que possible pour faire face aux périodes « maigres » d'apport énergétique.
Cela s'obtient avec une excellente isolation thermique du bâtiment, un chauffage par pompe à chaleur, un apport de chauffage solaire pour l'ECS, un chauffage d'appoint à bois, une ventilation double flux. Les appareils ménagers ( Cuisson, congélation, réfrigération, etc.) doivent évidemment être de haute qualité environnementale.
Ne pas oublier la voiture électrique, qui deviendra sous peu un appareil domestique comme un autre.
( La piscine chauffée, on oublie...dans un premier temps, quoique... ).
Et pour faire face au caractère fluctuant de l'énergie fournie par le vent et le soleil, il faut un système de stockage sur batterie.
De la capacité de cette batterie dépendra l'autonomie de l'installation, et son coût.
( Le coût actuel des batteries limite à environ 10 kWh la capacité « domestique » mais, comme pour les voitures, ce coût ne peut que baisser dans l'avenir ).
En cas de régime météo défavorable, et suivant la période de l'année et la durée probable de la baisse de régime, un gestionnaire d'énergie local doit réduire les consommations selon un programme « intelligent » afin de préserver la réserve d'énergie conformément aux consignes entrées par le propriétaire.
La batterie d'un éventuel véhicule électrique peut être bien sûr intégrée au système, soit pour la recharge à domicile du véhicule, soit en soutien de la batterie domestique, soit pour participation à la régulation du réseau public de distribution ( Smart Grid ).
( Ce dernier cas suppose un contrat de capacité à horaire aménagé puisque la batterie de la voiture ne peut fournir de l'énergie au réseau que si elle y est connectée bien entendu ).
Dans les cas extrêmes, un groupe électrogène prendra le relais.
( Placé hors des locaux d'habitation et alimenté par du biocarburant, cela va de soi...)
La batterie domestique, dont dépendra l'autonomie en cas d'absence de vent et de soleil, est un élément clé et une partie importante du coût.
La plupart du temps ces installations sont raccordées au réseau pour un fonctionnement bidirectionnel dans le cadre du « réseau intelligent ».
En pratique tous les cas intermédiaires de réseaux domestiques peuvent être installés, selon le budget disponible, les réglementations, les aides de l'Etat, et surtout le but recherché.
Depuis la simple couverture du risque de coupure temporaire programmée du réseau, jusqu'à l'intégration complète dans le réseau intelligent, incluant l'isolation thermique du bâtiment , la pompe à chaleur, et la voiture électrique, le budget peut varier de quelques milliers d'euros à une centaine de milliers d'euros, voire plus.
Installation individuelle ou collective ( cluster ) ne signifie pas indépendance vis à vis du réseau national de distribution. Dans l'esprit de la démarche « réseau intelligent » l'énergie électrique doit être gérée de manière interactive.
Aujourd'hui c'est la production des centrales qui doit s'adapter à la demande du réseau, laquelle peut fluctuer entre des valeurs très différentes de la valeur moyenne, ce qui contraint RTE à maintenir un parc de production installé très supérieur à la demande moyenne.
Les pics de demande des utilisateurs du réseau mettent en difficulté le gestionnaire, et ces pics ne peuvent que s'aggraver avec la transition énergétique qui va reporter sur l'électricité une part importante de l'énergie fournie aujourd'hui par les fossiles ( Mobilité, pompes à chaleur, etc...).
Et ceci malgré les capacités d'effacement déjà négociées avec certains gros consommateurs industriels.
Il est donc devenu nécessaire de demander aux utilisateurs de consentir à tempérer leur demande d'énergie électrique à certaines périodes, et/ou de décaler dans le temps l'utilisation de certains appareils gros consommateurs ( ECS, chauffage électrique, recharge de batterie de voiture,...).
La participation de l'usager à la gestion du réseau peut être plus ou moins significative selon qu'il possède ou non une installation de production et un système de stockage.
Il pourra ainsi devenir un maillon du système de régulation, voire même participer à la production en négociant des capacités d'effacement, ou de fourniture d'énergie d'appoint au réseau.
L'apport d'énergie au réseau dépendra évidemment du nombre de participants et de la puissance fournie par chacun.
Il y a en France environ 35 Millions d'abonnés au réseau électrique, dont 18 Millions de maisons individuelles, donc un gisement considérable de possibilités de connexions au réseau intelligent et de produire de l'électricité)
Par exemple 10 millions d'abonnés fournissant chacun 1 kW constituent un apport de 10 GW, soit l'équivalent de la puissance de 6 réacteurs EPR.
Bien sûr cette puissance n'est disponible que sur une durée de quelques heures, mais suffisante pour passer un pic exceptionnel de demande du réseau.
Une batterie domestique de 10 kWh peut aisément supporter ce régime pendant deux ou trois heures.
( Et bien davantage s'il s'agit d'une batterie de voiture de 40 ou 50 kWh ...)
Ces chiffres impressionnants montrent que le réseau intelligent incluant les batteries domestiques pourrait constituer une partie de la solution de stockage pour les énergies renouvelables intermittentes.
Aujourd'hui l'installation d'un système d'autoproduction électrique est un choix du consommateur.
Les motivations sont diverses ( voir plus haut ), mais toujours mises en balance avec la rentabilité car la démarche est perçue comme un investissement et non comme un élément de confort ou de sécurité.
La durée de vie de ces équipements étant d'environ vingt ans, le rendement financier est difficile à mettre en évidence s'il s'agit simplement de remplacer les kWh achetés sur le réseau par des kWh fabriqués à la maison.
Surtout lorsque les kWh du réseau sont disponibles à un coût raisonnable...et les tarifs de rachat de la production excédentaire en baisse constante...
La situation est plus favorable en Allemagne par exemple, mais la conjoncture peut évoluer.
Le parc Européen de batteries domestiques est estimé à 9,3 GWh en 2022, pour environ 1 Million de batteries de 10 kWh. Le marché est en forte croissance.
En France le parc total de batteries domestiques est estimé à 0,056 GWh, soit 0,6% du parc européen, quasiment négligeable.
Ce peu d'intérêt français pour la batterie domestique traduit peut-être la confiance des citoyens de l'hexagone dans la fiabilité du réseau électrique fondé sur le nucléaire.
Cela vaut tous les référendums citoyens.
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