La réponse à cette question se trouve être dans un pays de l’hémisphère sud… L’Australie est en tête du classement mondial des toits solaires par habitant. Cette source d’énergie à petite échelle peut-elle être l’arme secrète qui nous permettra d’accélérer notre transition vers le zéro net ?
L’Australie ne met pas en œuvre des projets d’énergie propre assez rapidement pour atteindre l’objectif du gouvernement australien de 82 % d’électricité renouvelable d’ici à 2030. Il est nécessaire de construire un grand nombre de parcs solaires et éoliens, de lignes de transmission et de grandes batteries. Mais les progrès sont entravés par l’échelle requise, la résistance des communautés aux nouvelles infrastructures et la connexion de toute cette nouvelle électricité renouvelable au réseau.
Il est nécessaire de construire un grand nombre de parcs solaires et éoliens, de lignes de transmission et de grandes batteries. Mais les progrès sont entravés par l’ampleur de la tâche, la résistance des communautés aux nouvelles infrastructures et la connexion de toute cette nouvelle électricité renouvelable au réseau.
Dernier obstacle en date à l’augmentation de la capacité de production d’énergie renouvelable à long terme, la ministre fédérale de l’environnement, Tanya Plibersek, a rejeté un projet du gouvernement de l’État de Victoria visant à construire un terminal maritime pour desservir les parcs éoliens en mer, estimant qu’il présentait des risques environnementaux “manifestement inacceptables”.
Les obstacles auxquels se heurtent les grands projets offrent l’occasion d’accroître la contribution des technologies à petite échelle à la transition énergétique. Récemment, les ministres de l’énergie du gouvernement fédéral et des États ont convenu de la nécessité d’une feuille de route nationale et d’une approche coordonnée pour intégrer dans le réseau ce qu’ils appellent les “ressources énergétiques des consommateurs” (CER), qui comprennent les batteries, les véhicules électriques et l’énergie solaire sur les toits.
Plus d’une maison australienne sur trois est équipée de panneaux solaires sur son toit. L’Australie est le premier pays au monde pour le nombre de panneaux solaires sur les toits par habitant. Au cours de l’année écoulée, ces systèmes ont produit près de 10 % de notre électricité. À plusieurs reprises au cours des derniers mois, ils ont même fourni suffisamment d’électricité pour répondre brièvement à la totalité de la demande d’électricité de l’Australie-Méridionale.
Et cette technologie a encore un grand potentiel de croissance : bien que la capacité installée ait doublé au cours des quatre dernières années, ces systèmes ne couvrent qu’environ 10 % de la surface estimée des toits utilisables en Australie. Alors, quelle part de nos besoins en électricité l’énergie solaire en toiture peut-elle fournir ? Les réponses ne sont pas simples.
Pourquoi l’énergie solaire sur les toits représente-t-elle un défi pour le réseau ?
Dans les systèmes électriques, la demande et l’offre doivent être équilibrées à tout moment. L’Australian Energy Market Operator (AEMO) gère le réseau et veille à sa sécurité afin d’éviter les pannes en cas d’événements inattendus tels que la déconnexion soudaine d’une ligne de transmission.
Pour répondre à la demande, l’AEMO distribue toutes les cinq minutes de l’électricité provenant de générateurs à grande échelle, tels que des centrales électriques au charbon ou de grandes fermes solaires. En tant qu’opérateur du réseau, l’AEMO doit également acquérir une capacité de réserve pour équilibrer les différences de demande et maintenir la sécurité.
Mais l’AEMO ne distribue pas l’électricité produite par les toits solaires, qui est soit utilisée sur place, soit injectée dans le réseau indépendamment du contrôle de l’AEMO. Ce n’est généralement pas un problème, car l’AEMO maintient l’équilibre du réseau en prévoyant la quantité d’énergie solaire produite sur les toits.
Toutefois, si l’énergie solaire en toiture génère la majorité de l’électricité dans une région donnée, il se peut qu’il n’y ait pas suffisamment de production répartissable et de réserves en ligne pour maintenir l’équilibre et la sécurité du réseau. La sécurité du réseau peut également être mise à mal lorsque des événements inattendus déclenchent les paramètres de sécurité des systèmes solaires en toiture et entraînent leur déconnexion.
L’autre grand problème pour l’équilibre du réseau est que les entreprises de réseau qui gèrent les poteaux, les fils et les autres infrastructures reliant les générateurs aux habitations et aux entreprises doivent s’assurer que les tensions restent dans les limites techniques définies pour éviter d’endommager les équipements ou les appareils. Lorsque l’énergie solaire produit beaucoup d’électricité à un moment où la demande est faible, la tension peut dépasser la limite opérationnelle supérieure. La tension peut également descendre en dessous de la limite opérationnelle inférieure lorsqu’un trop grand nombre de personnes branchent de gros appareils tels que des climatiseurs.
Comment gérer les trois défis posés par l’énergie solaire sur les toits : absence de contrôle par l’opérateur du marché, comportement incertain en cas d’événements imprévus sur le réseau et impact sur la tension du réseau ?
Moyens de gérer et de développer l’énergie solaire sur les toits
Les normes australiennes actuelles exigent que les systèmes solaires se déconnectent automatiquement lorsque la tension devient trop élevée. Les entreprises de réseau gèrent également ce problème de manière préventive en empêchant les clients situés dans des zones où la tension pose problème de raccorder des systèmes solaires au réseau, ou en limitant la taille des systèmes solaires qu’ils peuvent raccorder ou la quantité d’électricité qu’ils peuvent exporter vers le réseau à tout moment. Mais cette approche est potentiellement injuste pour les clients qui ne peuvent pas se connecter ou exporter.
La bonne nouvelle, c’est que les normes introduites en 2020 prévoient des moyens plus sophistiqués de gérer l’énergie solaire grâce à une réponse plus graduelle de la tension et en exigeant que les systèmes traversent les perturbations majeures plutôt que de se déconnecter. Certains réseaux ont également mis au point des moyens adaptés à l’énergie solaire pour couper la production excédentaire de manière “dynamique”, c’est-à-dire uniquement lorsqu’ils doivent le faire.
Grâce à ces mesures, les clients de l’énergie solaire sont moins contraints d’exporter de l’électricité vers le réseau. Toutefois, comme l’énergie solaire fournit parfois la majeure partie de la production en Australie-Méridionale, l’AEMO a également testé la déconnexion de l’énergie solaire afin d’accroître son contrôle sur le réseau en cas de menace pour la sécurité du système.
Certains de ces outils de gestion de l’énergie solaire sont encore assez rudimentaires et certains commentateurs craignent qu’ils ne soient utilisés à outrance. S’ils sont nécessaires à court terme, ils réduiront notre capacité à exploiter le potentiel de l’énergie solaire sur les toits s’ils ne sont pas contrôlés.
Mieux choisir le moment où l’on consomme de l’énergie
Il existe un autre moyen d’utiliser nos systèmes solaires plus efficacement : nous pouvons déplacer la consommation d’énergie vers les périodes où le soleil brille et stocker l’énergie – dans des batteries, des véhicules électriques et des réservoirs d’eau chaude – pour l’utiliser lorsqu’il ne brille pas.
Pour opérer un tel changement, les prix de l’électricité à la consommation constituent un levier potentiel. Les consommateurs d’énergie solaire sont déjà incités à utiliser l’électricité produite par leurs propres toits, car ils paient l’électricité du réseau plus cher que la revente de l’énergie solaire au réseau.
L’Australie-Méridionale et d’autres zones de réseau introduisent des tarifs bas pour l’utilisation de l’énergie solaire afin d’encourager tous les clients à utiliser l’électricité pendant les périodes d’ensoleillement élevé, comme le milieu de la journée. Les périodes où l’énergie solaire est abondante tendent également à être les moins chères pour acheter de l’électricité en gros au réseau, et des détaillants innovants comme Amber Electric répercutent ces signaux de prix sur les clients.
Cependant, les plans de détail typiques proposés aux clients ne les incitent guère à modifier leurs habitudes de consommation d’électricité, d’autant plus que de nombreux clients ne se concentrent pas sur leurs factures d’électricité ou ne peuvent pas facilement modifier leur consommation d’énergie.
Dans ces cas, les systèmes d’orchestration, souvent appelés “centrales électriques virtuelles”, sont une option. Dans le cadre de ces programmes, une entreprise récompensera les ménages clients qui lui permettent de faire fonctionner leurs panneaux solaires sur les toits, leurs batteries, leurs appareils électroménagers, leurs véhicules électriques et leurs systèmes de production d’eau chaude de manière à réduire les coûts ou l’impact sur le réseau.
Une meilleure gestion de la consommation d’électricité grâce à ces programmes peut permettre au réseau d’accueillir davantage d’énergie solaire.
Des essais récents en Australie occidentale (projet Symphony) et dans l’État de Victoria (projet EDGE) prouvent que l’orchestration peut fonctionner. Néanmoins, les gens devront avoir de bonnes raisons de céder le contrôle de leur énergie solaire, de leurs batteries et de leurs appareils, en particulier s’ils ont acheté des équipements coûteux tels que des batteries pour disposer d’une alimentation de secours ou pour accroître leur indépendance énergétique.
Il s’agirait d’un revers majeur pour la transition vers l’énergie nette zéro si l’AEMO et les entreprises de réseau, qui ne disposent pas de meilleures options pour gérer le réseau, continuaient à réduire et à éteindre les systèmes solaires jusqu’à ce que les gens trouvent qu’il n’est pas intéressant de les acheter.
La nouvelle feuille de route CER doit fournir des orientations claires sur la manière dont l’AEMO et les entreprises de réseau peuvent gérer l’énergie solaire sur les toits et d’autres technologies telles que les batteries et les VE. Des accords de bonne gouvernance et une consultation significative des parties prenantes sont essentiels si l’Australie veut maintenir l’élan de sa transition énergétique alimentée par la population.
Pour une meilleure compréhension
Quel est l’objectif du gouvernement australien en matière d’énergie renouvelable ?
Le gouvernement australien a fixé un objectif de 82% d’électricité renouvelable d’ici 2030.
Quels sont les principaux défis de l’énergie solaire sur les toits en Australie ?
Les principaux défis sont le manque de contrôlabilité par l’opérateur du marché, le comportement incertain lors d’événements imprévus sur le réseau et l’impact sur la tension du réseau.
Comment l’Australie gère-t-elle actuellement l’énergie solaire sur les toits ?
Les normes australiennes actuelles exigent que le solaire se déconnecte automatiquement lorsque la tension est trop élevée. Les entreprises de réseau gèrent également ce problème en empêchant les clients dans les zones où la tension est un problème de connecter le solaire au réseau, ou en limitant la taille des systèmes solaires qu’ils peuvent connecter ou la quantité d’électricité qu’ils peuvent exporter vers le réseau à tout moment.
Quelles sont les solutions potentielles pour surmonter ces défis ?
Les normes introduites en 2020 offrent des moyens plus sophistiqués de gérer le solaire grâce à une réponse de tension plus progressive, et en exigeant que les systèmes traversent les perturbations majeures plutôt que de se déconnecter. De plus, l’utilisation plus intelligente de l’énergie solaire sur les toits peut aider à surmonter ces défis.
Quel est l’impact potentiel de ces solutions sur la transition énergétique en Australie ?
Avec une gestion adéquate et une utilisation intelligente de l’énergie solaire sur les toits, l’Australie peut progresser vers son objectif de 82% d’électricité renouvelable d’ici 2030.
Références
Anna Bruce, Associate Professor in the Collaboration on Energy and Environmental Markets and the School of Photovoltaic and Renewable Energy Engineering, UNSW Sydney; Baran Yildiz, Senior Research Associate, UNSW Sydney; Dani Alexander, CEO, UNSW Energy Institute, UNSW Sydney, and Mike Roberts, Senior Research Fellow in the Collaboration on Energy and Environmental Markets and the School of Photovoltaic and Renewable Energy Engineering, UNSW Sydney
Cet article est traduit et republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l’article original (en anglais).
[ Rédaction ]
