Nouvelles énergies : conduire la transformation verte des systèmes électriques

Les nouvelles énergies, principalement l’énergie éolienne et solaire, remodèlent le paysage des systèmes électriques mondiaux. Par rapport aux combustibles fossiles traditionnels, les nouvelles énergies comportent des ressources renouvelables, un fonctionnement sans carbone et une large distribution. Au cours de la dernière décennie, la capacité unitaire des éoliennes est passée de2 MW à plus de 15 MW, tandis que le rendement de conversion des modules photovoltaïques est passé d'environ 15 % à plus de 23 %. En termes de coût, le coût actualisé de l’électricité produite par l’énergie éolienne terrestre et les parcs solaires à grande échelle est tombé en dessous de celui des nouveaux projets électriques au charbon.

Cependant, l’intégration à grande échelle des nouvelles énergies présente également des défis pour les réseaux électriques. La production d’énergie éolienne et solaire est intermittente et variable en raison des conditions météorologiques, ce qui rend difficile l’adaptation précise de la demande de charge sur différentes échelles de temps. Pour résoudre ce problème, les systèmes de stockage d'énergie tels que les batteries lithium-ion, les batteries à flux et le stockage hydraulique par pompage sont devenus des technologies clés pour lisser la production, en fournissant une régulation de fréquence et une capacité de réserve. Parallèlement, de nouvelles techniques de prévision énergétique combinant des prévisions météorologiques numériques et des algorithmes d'apprentissage automatique peuvent fournir des courbes de production 24 à 72 heures à l'avance, aidant ainsi les centres de répartition à optimiser l'engagement des unités.

Sous l’impulsion des politiques et des mécanismes de marché, l’énergie photovoltaïque distribuée et l’énergie éolienne dispersée sont encouragées dans les parcs industriels et les zones rurales, selon un modèle « d’autoproduction avec injection des surplus dans le réseau ». L’éolien offshore, avec ses heures d’utilisation annuelles plus élevées, est devenu un nouveau pôle de croissance. Les bases d’intégration éolienne-solaire hybride et éolienne-solaire-hydroélectrique améliorent l’efficacité globale de la transmission grâce à la complémentarité temporelle et spatiale de multiples ressources. Il est prévu qu’à mesure que les technologies flexibles de transmission HVDC et d’hydrogène vert mûrissent, la part des nouvelles énergies dans le mix énergétique global continuera d’augmenter régulièrement.