Quand le vent ne souffle pas : le défi des pénuries d’énergie renouvelable

L’énergie solaire et éolienne, bien que renouvelables et gratuites, dépendent de processus naturels que l’homme ne peut contrôler. Que se passe-t-il lorsque le réseau perd simultanément ces deux sources d’énergie ? C’est ce que nous allons explorer dans cet article.

Le phénomène de pénurie d’énergie combinée, ou «compound energy drought», est un sujet de préoccupation croissant. Une récente étude menée par le Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) a révélé que dans certaines régions du pays, ces pénuries d’énergie peuvent durer près d’une semaine.

« Lorsque nous aurons un réseau entièrement décarboné et dépendant fortement du solaire et de l’éolien, les pénuries d’énergie pourraient avoir un impact énorme sur le réseau », a déclaré Cameron Bracken, scientifique de la Terre au PNNL et auteur principal de l’étude. Les opérateurs de réseau doivent savoir quand ces pénuries d’énergie se produiront afin de pouvoir préparer le prélèvement d’énergie à partir d’autres sources.

Une étude à l’échelle nationale

Dans le passé, les chercheurs ont étudié les pénuries d’énergie combinées à l’échelle d’un État ou d’une région. Cependant, peu de recherches ont été menées à l’échelle nationale. Pour en savoir plus sur le risque de pénuries d’énergie sur l’ensemble du territoire continental des États-Unis, les chercheurs ont analysé les données météorologiques et utilisé les données historiques de la demande d’énergie pour comprendre à quelle fréquence une pénurie d’énergie se produit lorsque cette énergie est le plus nécessaire.

Les chercheurs ont constaté que les pénuries d’énergie peuvent se produire en toute saison à travers le territoire continental des États-Unis, bien qu’elles varient considérablement en fréquence et en durée. En Californie, par exemple, des conditions nuageuses et sans vent peuvent durer plusieurs jours, tandis que les mêmes conditions peuvent ne durer que quelques heures au Texas.

La pénurie d’énergie à la demande maximale

Connaître le où et le comment des pénuries d’énergie n’est qu’une partie du puzzle, a déclaré Bracken. Il a également souligné qu’une pénurie d’énergie solaire et éolienne ne causera pas nécessairement une catastrophe majeure. Les opérateurs de réseau ont la possibilité de se tourner vers d’autres sources d’énergie comme l’hydroélectricité, les combustibles fossiles ou l’énergie transmise à partir d’autres régions des États-Unis.

Alors que les USA cherchent à s’éloigner des combustibles fossiles et à dépendre davantage de l’énergie solaire et éolienne, les opérateurs de réseau doivent maintenant comprendre si les pénuries d’énergie se produiront pendant les périodes où la demande d’électricité pourrait dépasser l’offre.

Le stockage d’énergie pour les pénuries d’énergie

L’étude des modèles de fréquence et de durée des pénuries aidera également à informer le déploiement de projets de stockage d’énergie de longue durée, a indiqué Nathalie Voisin, scientifique de la Terre au PNNL et coauteure de l’étude.

L’étude est la première à fournir une norme uniforme de ce qu’est un manque d’énergie combinée et combien de temps elle peut durer dans différentes parties du pays.

« Nous fournissons des informations sur la façon de concevoir et de gérer de manière adéquate le stockage de plusieurs jours. Ainsi, lorsque vous savez qu’une pénurie d’énergie va durer cinq heures ou cinq jours, vous pouvez inciter à gérer le stockage en conséquence », a expliqué Nathalie Voisin, spécialiste des sciences de la Terre.

En synthèse

La transition vers un réseau d’énergie décarboné dépendant fortement du solaire et de l’éolien présente des défis uniques, notamment la gestion des pénuries d’énergie combinées. Celles-ci, qui peuvent se produire à tout moment et durer de quelques heures à plusieurs jours, nécessitent une planification et une gestion prudentes pour garantir la stabilité du réseau.

Pour une meilleure compréhension

Qu’est-ce qu’une pénurie d’énergie combinée ?

Une pénurie d’énergie combinée se produit lorsque le réseau perd simultanément deux sources d’énergie, comme le solaire et l’éolien.

Quelle est la durée de ces pénuries ?

Elles peuvent durer de quelques heures à plusieurs jours, selon la région et la saison.

Comment les opérateurs de réseau peuvent-ils gérer ces pénuries ?

Ils peuvent se tourner vers d’autres sources d’énergie, comme l’hydroélectricité, les combustibles fossiles ou l’énergie transmise à partir d’autres régions.

Quel est l’impact du changement climatique sur ces pénuries ?

Le changement climatique peut augmenter la fréquence et la durée de ces pénuries, en raison de l’augmentation des températures et de l’intensité des tempêtes hivernales.

Quel est le rôle du stockage d’énergie dans la gestion de ces pénuries ?

Le stockage d’énergie peut aider à gérer ces pénuries en fournissant une source d’énergie de secours pendant les périodes de pénurie.

Références

Article : « Standardized benchmark of historical compound wind and solar energy droughts across the Continental United States » – DOI: 10.1016/j.renene.2023.119550