En Synthèse
La règle fondamentale pour comprendre le monde de l’électricité
Le monde de l’électricité connait une règle invariable dans tous les pays du monde, c’est celle du “merit order” . Selon cette règle, un fournisseur d’électricité utilise en premier les générateurs électriques les moins chers, puis progressivement démarre d’autres générateurs, avec des prix de plus en plus élevé, jusqu’à couvrir 100% des besoins. Cette règle s’applique aussi au monde du stockage de l’électricité, on stocke l’électricité dans les systèmes les moins couteux (le stockage thermique comme le cumulus, puis les voitures électriques, les congélateurs, puis enfin le stockage dans des batteries stationnaires.
Ne pas confondre “Base load” (production de base) et production centralisée
Dans le passé, l’énergie la moins chère provenait de grandes centrales au charbon et de centrales nucléaires. Ces centrales ne pouvant pas être mises en marche ou arrêtées rapidement, on les utilise pour produire de l’électricité de base et on les appelle “production de base” ou “base load”. Lors de fluctuation de la consommation, ces centrales ne sont pas suffisante pour ajuster l’offre et la demande, il faut donc disposer de réserves de puissance complémentaire, souvent avec de l’hydraulique, du gaz et du fioul. Il est donc impossible de faire fonctionner un pays avec 100% de nucléaire, le maximum est d’environ 75%, c’est ce que nous avons en France. (le pays le % de nucléaire le plus élevé au monde).
Ce qui fait la “Base load” (production de base) ce n’est pas l’électricité la plus stable, mais la moins chère
Pendant longtemps la production centralisée nucléaire était le moyen le moins cher de produire de l’électricité, le nucléaire était la “production de base”. Mais même si certain experts ont du mal à mettre à jour leur logiciel, cette période est terminée. Le réseau comprend maintenant de nombreuses éoliennes et des projets solaires dont les coûts marginaux sont si faibles qu’elles peuvent offrir des prix inférieurs à ceux du charbon ou du nucléaire. Ainsi selon les principes universels du “merit order” cela permet aux énergies renouvelables de fournir la charge de base, la “Base load”. A cette “base load” renouvelable doivent s’ajouter des générateurs hydrauliques au gaz ou au fioul afin d’ajuster avec précision l’offre et la demande.
En Détail
Pour aller plus loin, voici trois mythes qui ont la peau dure mais qui vont bientôt appartenir au passé.
Mythe : “L’électricité de base nucléaire (ou charbon) est nécessaire au bon fonctionnement d’un réseau électrique”.
La réalité : Comme le montrent les nouveaux rapports du Brattle Group et du Analysis Group, le terme “production de base” est dépassé. Elle ne fait référence à aucune valeur ni à aucun service du réseau électrique, et elle n’équivaut pas à la fiabilité. Bien que le terme “charge de base” puisse avoir plusieurs significations différentes, il a historiquement servi d’abréviation pour une catégorie de ressources qui fournissaient de l’électricité à un coût d’exploitation relativement faible pour répondre à une demande minimale d’électricité 24 heures sur 24. Ce terme rappelle l’époque où les centrales au charbon et les centrales nucléaires étaient considérées comme essentielles pour répondre aux besoins des clients et où il existait peu ou pas de solutions de rechange viables.
Dans le système électrique d’aujourd’hui, cependant, l’utilisation du terme “production de base” pour décrire un type particulier de centrale ou de ressource ne sert plus à rien dans la pratique. La concurrence par les prix de l’énergie renouvelable et du gaz naturel est beaucoup plus forte que par le passé, ce qui signifie qu’il n’est plus logique d’opter par défaut pour le charbon et les unités nucléaires rigides, qui ne peuvent pas être rapidement mises en service à la hausse ou à la baisse, pour servir la majeure partie des besoins.
Afin de préparer le futur le législateur doit se concentrer sur un cadre qui élabore des outils, des marchés et des méthodologies qui tirent parti du large éventail de ressources disponibles pour répondre de manière rentable et fiable à ces besoins. Ce cadre ne récompense les centrales au charbon et les centrales nucléaires que là où elles sont vraiment nécessaires, mais donne la priorité aux autres ressources lorsqu’il est plus rentable de le faire.
Le seul moyen d’équilibrer le marché en temps réel, sans risque de “black out” et a un prix bas, est de mettre en place un signal prix. Quand le réseau a besoin d’électricité il indique aux producteurs qu’il est prêt à acheter à un prix élevé l’électricité. A l’inverse si trop d’énergie est injecté dans le réseau, le réseau indique aux producteurs un prix bas pour l’achat de l’électricité, et chaque bâtiment est alors incité a conserver son éléctricité pour aliment ses équipements pour réaliser du stockage thermique (cumulus, frigo, clim, chauffage,..) ou recharger le parc de voitures électriques.
Mythe 2 : Les sources d’énergies renouvelables comme l’énergie éolienne et solaire minent la fiabilité du réseau.
La réalité : Les études citée ci-avant démontrent à maintes reprises que l’énergie éolienne et l’énergie solaire contribuent à une alimentation électrique fiable et aident à prévenir les pannes de courant et autres problèmes de réseau. Un exemple parmi tant d’autres : l’opérateur de réseau californien, qui gère un réseau avec les niveaux d’énergie solaire les plus élevés des USA, confirme que l’énergie solaire peut fournir de nombreux services de fiabilité de réseau comme la régulation de tension et la régulation de fréquence, qui sont nécessaires pour assurer un flux de puissance constant et stable. En fait, les ressources renouvelables peuvent souvent fournir des services de fiabilité mieux que les ressources classiques de gaz naturel ou de charbon. Nous savons également qu’il est possible de gérer de manière fiable les pénétrations élevées d’énergies renouvelables. Par exemple, l’énergie éolienne au Texas fournit souvent plus de 30 pour cent, voire 40 pour cent, des besoins quotidiens en électricité de l’État pendant toute la journée. Entre-temps, de nombreuses études montrent également que de très hauts niveaux d’énergie renouvelable peuvent être intégrés de manière fiable dans le système de transport d’électricité. Les recherches du Laboratoire national des énergies renouvelables (NREL), un organisme non partisan, montrent qu’avec l’innovation continue dans les pratiques de réseau, la souplesse accrue de notre réseau électrique et l’amélioration de la gestion de l’électricité dans les différentes régions du pays, nous serons en mesure d’alimenter notre pays principalement à l’énergie éolienne et solaire.
Mythe 3 : Les marchés de gros de l’électricité devraient faire preuve de discrimination en faveur des ressources fluctuantes comme le solaire et l’éolien.
La réalité : “La ” charge de base ” n’est pas équivalente à la fiabilité, pour cette raison, les ressources ne devraient pas être rémunéré en fonction de leur statut de ” charge de base “. Les exploitants et les planificateurs de réseaux devraient plutôt se concentrer sur l’évaluation des services nécessaires, comme la flexibilité – la capacité d’augmenter ou de diminuer rapidement pour répondre à l’évolution de la demande. Les ressources comme le charbon et le nucléaire sont souvent limitées dans leur capacité à fournir des services de flexibilité.
De plus, les marchés peuvent et doivent refléter la valeur des choix de la politique énergétique de l’État qui favorisent le développement de nouvelles énergies éolienne et solaire, plutôt que de les dévaluer ou de les exclure. Des politiques telles que les normes de portefeuille d’énergies renouvelables exigeant une quantité spécifique d’énergie renouvelable dans le mix électrique reflètent un désir raisonnable d’éviter la pollution dangereuse et les impacts environnementaux associés à l’extraction des combustibles fossiles.
La réglementation actuelle de l’électricité date d’une époque où les énergies renouvelables décentralisées n’existaient pas. Elle est donc inadaptée et son évolution va prendre beaucoup de temps. Les politiques ont rarement le temps de se faire leur propre opinion et se fient trop souvent aux experts des grands groupes énergétiques constitués il y a fort longtemps.
En conclusion nous constatons tous les jours que les ressources fossiles et nucléaire sont avantagés sur les marchés. Elles reçoivent leurs propres subventions qui, contrairement aux incitations aux énergies renouvelables, ne sont souvent pas justifiées par des avantages sociétaux.