Afin d’atteindre son objectif de neutralité carbone d’ici 2025, la Suisse doit transformer l’intégralité de son système énergétique. La Confédération doit développer l’utilisation des énergies renouvelables pour sa production d’électricité. Il lui faut par conséquent adapter ses réseaux électriques tout en faisant appel aux nouvelles technologies de stockage, et ce pour anticiper le déclin des énergies fossiles au profit des énergies propres.
Pourquoi les énergies renouvelables doivent être stockées ?
Plus les énergies renouvelables sont intégrées dans le système énergétique, plus les technologies de stockage sont sollicitées.
La production d’énergie et les fluctuations saisonnières
En Suisse, les énergies renouvelables utilisées dans le système énergétique proviennent de la nature : eau, air, soleil. Or, ces sources d’énergie sont dépendantes de la météo et subissent les fluctuations saisonnières. L’éolien dépend du vent, le photovoltaïque dépend de l’ensoleillement et l’hydroélectrique dépend des précipitations. L’éolien et le photovoltaïque ne produisent notamment que par intermittence. En 2022, par exemple, l’électricité produite par l’énergie hydraulique en été était deux fois plus élevée que celle produite en hiver, respectivement 9 782 et 5 208 GWh.
Des réserves pour les périodes difficiles
Dépendantes des saisons, les énergies renouvelables produisent de l’électricité quand les conditions météorologiques le permettent, mais pas toujours quand on en a besoin. Comme nous le savons, c’est en hiver que la Suisse a le plus besoin d’énergie. Pourtant, la production locale en énergies renouvelables en hiver n’arrive pas à suivre la consommation. Elle doit alors importer ou recourir aux énergies fossiles et nucléaires pour couvrir les besoins énergétiques. La production d’énergies renouvelables en été, par contre, est excédante. Stocker cet excédent d’énergie est donc important pour l’utiliser afin de pallier le manque pendant la période où la production est faible par rapport aux besoins.
Stocker pour garder l’équilibre
La consommation en électricité subit des fluctuations pour diverses raisons. En effet, la demande en électricité peut varier selon les dynamiques journalières et saisonnières. Ces dynamiques sont en général prévisibles, mais elles peuvent aussi être inopinées avec un événement particulier, par exemple. Or, il faut toujours maintenir l’équilibre entre la production d’électricité et la consommation pour éviter les surcharges et les variations de fréquence. Il est donc important d’ajuster en permanence cet équilibre, et le stockage de l’excédent de production locale permet d’y remédier.
Les technologies énergétiques de stockage en Suisse
Produire davantage, stocker l’énergie et l’utiliser au moment opportun est l’un des défis de la transition énergétique. Les technologies énergétiques de stockage ne cessent de se développer en Suisse.
Les solutions de stockage utilisées en Suisse
Actuellement, ce sont les installations de pompage-turbinage (stockage mécanique) qui réalisent la majeure partie du travail de stockage à court terme en Suisse. Flexibles et réactives, elles permettent de remédier rapidement à un déséquilibre inopiné. Le stockage saisonnier de l’électricité est, quant à lui, assuré par les barrages à accumulation. Les batteries stationnaires, qui fonctionnent à la manière d’un stockage chimique, optimisent quant à elles la consommation des ménages et des entreprises. Si ce sont les solutions de stockage les plus courantes, d’autres ont été développées et sont passées du concept au prototype.
La voiture électrique comme solution de stockage
La voiture électrique, avec une borne de recharge spécifique, peut devenir une unité de stockage intermédiaire grâce à un système de recharge bidirectionnelle. La borne électrique spéciale permet alors soit de charger une voiture, soit d’y prélever l’électricité qu’on pourra utiliser directement dans la maison (vehicle-to-home) ou qu’on réinjectera dans le réseau (vehicle-to-grid). Cette solution est très utile pour constituer une réserve d’électricité supplémentaire et permet d’optimiser l’autonomie énergétique d’un domicile. Toutefois, elle n’est accessible que pour certains modèles.
Le stockage gravitaire d’énergie
Le système de pompage-turbinage est l’une des technologies énergétiques courantes pour stocker de l’électricité en Suisse. L’énergie électrique excédentaire est utilisée pour alimenter le lac de stockage par des pompes électriques. La centrale utilise ensuite l’énergie cinétique de l’eau pour la production d’électricité en cas de besoin. Au lieu de l’eau, la start-up suisse Energy Vault utilise des blocs de béton. Lorsqu’il y a un excédent d’électricité, les blocs sont hissés les uns aux autres pour former une tour de 120 mètres. Ils sont ensuite lâchés en utilisant la gravité pour produire de l’électricité.
Les réseaux intelligents : technologie énergétique pour la gestion de l’électricité en Suisse
Un autre défi dans la transition énergétique est la gestion de l’électricité produite de manière décentralisée. Les réseaux intelligents dits « smart grids » contribuent à relever ce défi.
Smart grid : de quoi s’agit-il ?
Le smart grid est une technologie énergétique qui combine les technologies du numérique et de l’électricité. Il s’agit donc d’un réseau intelligent d’électricité qui utilise les technologies de l’information et de la communication pour collecter des données du site de production jusqu’aux consommateurs. Cela, afin d’optimiser l’ensemble des mailles du réseau électrique. Le smart grid permet une gestion intelligente du réseau électrique pour assurer l’équilibre entre la production d’électricité et la consommation. Les données des consommateurs sont accessibles grâce à des compteurs intelligents ou « smart meters » intégrés aux réseaux.
Smart grids : comment fonctionnent-ils ?
Les smart grids fonctionnent grâce à des capteurs intégrés dans les réseaux électriques. Grâce à ces capteurs, ils collectent les données relatives à la production et à la consommation. Ils permettent également de les suivre en temps réel et en continu.
Smart grids : quel intérêt ?
Les smart grids offrent la possibilité de recueillir des informations tout au long du processus de production, de transport et de consommation d’électricité. Ils permettent une gestion plus efficace de la production et une distribution améliorée. En outre, ils renforcent la fiabilité et la sécurité des réseaux lors de la distribution en détectant toute défaillance potentielle en temps réel. Par ailleurs, la consommation électrique peut être surveillée en direct, offrant ainsi la possibilité de la réduire lorsque cela s’avère nécessaire. Cette approche prévient les risques de surconsommation, contribuant ainsi activement à la préservation de l’environnement.
