La production d’électricité en France
Depuis un certain nombre d’années, la France a fait le choix d’avoir un modèle de production électrique centralisé basé sur des ressources pilotables et fossiles. L’objectif étant d’assurer un approvisionnement d’électricité égal pour tous les consommateurs et de garantir le bon fonctionnement du réseau électrique. De ce fait, le mix électrique français, en 2019, qui représente la répartition des différentes sources d’énergie (nucléaire, charbon, pétrole, énergies renouvelables, etc.) dans la production de l’électricité, se composait principalement d’énergie nucléaire, et à plus faible part d’énergies renouvelables puis d’énergies thermiques. En effet, l’énergie nucléaire représente 71% du mix électrique.
Dans le but de réduire la part des énergies fossiles, les objectifs français visent à introduire de plus en plus d’énergies renouvelables, considérées comme une énergie verte dans le mix électrique.
Point sur les énergies renouvelables en France
Les énergies renouvelables se développent donc fortement sur le territoire français ainsi que dans le monde entier. Les engagements des états ainsi que la loi pour le développement de la transition énergétique et la neutralité carbone fixent des objectifs de part grandissante des énergies renouvelables. Concernant la France, ces objectifs s’élèvent à 32% d’énergies renouvelables dans la consommation énergétique finale et 40% dans la production d’électricité à l’horizon 2030. En 2020, 26.9% de la consommation d’électricité était couverte par la production à base d’énergies renouvelables. En effet, la baisse de production nucléaire a été absorbée par une augmentation de la production énergie éolienne et solaire grâce notamment à des bonnes conditions météorologiques ainsi qu’un parc grandissant.
A l’échelle de l’Union européenne, les états membres ont pris l’engagement d’atteindre au moins 27% de part des énergies renouvelables dans la consommation d’énergie d’ici à 2030.
Les investissements dans l’énergie renouvelable représentent donc plus de la moitié des investissements dans la production d’électricité.
L’inquiétude d’exploiter les énergies renouvelables et de leur fort développement réside dans le fait que la source de production d’électricité de ces énergies est variable à l’exception de la filière énergie hydraulique avec retenu d’eau, et donc ces dernières ne peuvent pas fournir constamment la même quantité d’électricité. Une part de cette variabilité peut être anticipée par des prévisions météorologiques pour le soleil ou encore le vent par exemple. Néanmoins, il est vrai que des écarts sont observées.
A titre d’exemple :
- En 2019 la puissance éolienne a varié entre 46.7 GW et 0.4GW et elle peut varier de 10GW à 3GW en quelques heures.
- Pour le cas de l’Allemagne, la part des ENR peut atteindre un niveau de 75% de la production comme ne couvrir que 15% les jours suivants.
Vous l’aurez compris, l’enjeu principal pour le réseau électrique historiquement centralisé est d’intégrer ces énergies variables et décentralisées tout en assurant le maintien de l’équilibre du réseau entre la production et la consommation et le bon fonctionnement du réseau.
La nécessité du maintien de l’équilibre et du bon fonctionnement du réseau
Le système électrique doit en permanence être équilibré entre la production et la consommation au niveau national.
Le réseau électrique a été dimensionné de façon à ce que les lignes électriques puissent répartir la production centralisée et alimenter l’ensemble de la consommation française avec une gestion qui a pour but de minimiser les coûts en respectant les contraintes du réseau électrique.
Aussi, la capacité des lignes électriques est fixe et, de ce fait, la quantité de production d’électricité ou de soutirage d’une zone ne peut être supérieure à la capacité maximale des lignes électriques de cette zone.
Pour ces raisons, le côté variable et imprévisible de la quantité d’électricité produite, provoquée par les énergies renouvelables, peut donc constituer un vrai défi pour les gestionnaires du réseau qui ont l’habitude de gérer un réseau centralisé.
L’intégration des énergies renouvelables dans le système électrique
Il y a plusieurs solutions pour intégrer les énergies renouvelables au sein du système électrique
La flexibilité des consommateurs finaux
Développer les sources de flexibilité, notamment le pilotage de la demande va jouer un rôle considérable dans le développement de l’intégration des énergies renouvelables. En effet, l’effacement électrique permet d’éviter le déséquilibre du réseau entre l’offre et la demande en réduisant temporairement la consommation d’entités contre une rémunération. Cela permet donc de piloter à distance la demande sans avoir recours à des centrales pilotables. En cas donc de sous-production des énergies renouvelables par rapport à la consommation (par exemple en hiver quand le temps d’ensoleillement est plus faible ou encore le vent moins important et fait baisser le rendement des panneaux photovoltaïques et des éoliennes et que les faibles températures augmentent la consommation), le réseau électrique peut activer les mécanismes d’effacement et ainsi agir à la baisse sur la demande pour équilibrer le réseau et donc pallier au caractère variable des énergies renouvelables.
Les consommateurs, que ce soit les entreprises ou les particuliers, vont de plus en plus devenir des acteurs de l’équilibre du réseau électrique.
Les solutions de stockage
Le stockage à plus grande échelle est également une solution permettant la gestion des énergies renouvelables variables. En effet, en cas de surproduction des parcs de production d’énergies renouvelables par rapport à la demande (en période estivale, le soleil et le vent sont davantage présents et la consommation électrique plus faible), le stockage permet de conserver le surplus produit pour le réinjecter lorsque la demande est supérieure à l’offre. Différentes solutions de stockage émergent comme les batteries, les volants d’inertie, les systèmes de stockage gravitaire…
L’interconnexion des réseaux de transport transfrontaliers
Le développement de l’interconnexion transfrontalière présente des avantages dans l’intégration des énergies renouvelables dans le système électrique car lorsque la quantité de production des énergies renouvelables n’est pas en adéquation avec les besoins nationaux, on peut acheminer l’électricité vers les pays où il y a un besoin de consommation. Cette gestion est possible aujourd’hui à l’échelle européenne et les gestionnaires de réseau réfléchissent à la construction d’un marché européen de l’électricité dans le but d’augmenter la capacité des échanges transfrontaliers et le couplage des marchés.
Pour conclure, développer les énergies renouvelables répond à des objectifs en faveur de la transition énergétique et de la décarbonation et, grâce à plusieurs ajustements, peuvent être intégrées dans le système électrique français.
