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Interview d'Hélène Benveniste (Portail pour la Science de l’Ambassade de France en Allemagne)

Lors du congrès annuel de l’Agence allemande pour l’énergie (dena) en septembre 2012, un atelier était consacré aux systèmes intelligents. Pourriez-vous nous expliquer ce que ce terme recouvre en Allemagne ? Quels sont les objectifs allemands sur ce sujet aujourd’hui ?

L’un des objectifs principaux de la mise en place de systèmes intelligents outre-Rhin consiste en la minimisation des besoins en construction de nouveaux réseaux de transport d’électricité et en la mise en adéquation de la consommation électrique avec la production renouvelable, par nature intermittente.

L’Allemagne est engagée depuis les années 2000 dans un tournant énergétique qui implique notamment la fermeture, d’ici à 2022, des 17 centrales nucléaires qui étaient encore en activité fin 2010, et le raccordement au réseau d’importantes capacités de production électrique d’origine renouvelable. Les centrales nucléaires étant majoritairement situées au sud du pays et les futures capacités de production renouvelables de masse consistant en grande partie en des parcs éoliens offshore situés au nord, la construction d’importantes lignes d’électricité à haute tension nord-sud s’avère nécessaire au cours des prochaines années.

Mais les projets rencontrent aujourd’hui de nombreuses difficultés, en particulier en termes de financement et d’acceptation de la population. L’agence des réseaux allemande (Bundesnetzagentur), qui a la charge de valider les projets de déploiement des réseaux électriques élaborés par les gestionnaires d’infrastructures, est particulièrement attentive à cette dernière difficulté.

Du point de vue allemand, les systèmes intelligents se déclinent aujourd’hui sous trois formes : les compteurs, l’organisation des marchés et les réseaux.

Les compteurs intelligents, dont les perspectives de développement sont énormes, permettent à l’utilisateur de mesurer sa consommation d’électricité en temps réel, de la moduler en fonction des coûts et de la charge locale et, éventuellement, de la communiquer automatiquement au gestionnaire de réseau ou au fournisseur d’électricité. Les réductions de consommations des ménages attendues par ce moyen pourraient atteindre 10 %.

Les marchés intelligents permettent une coordination optimale entre les différents acteurs du marché. L’introduction de tarifs variables, combinés aux compteurs intelligents, donne aux clients résidentiels la possibilité de réduire le montant de leur facture en décalant leur consommation d’énergie. Un tel comportement de marché des consommateurs finaux est jugé prometteur par le gouvernement allemand : les différences entre offre et demande d’électricité ne seraient plus uniquement compensées du côté de l’offre, mais aussi de la demande. En plus des ménages, qui consomment environ 30 % de l’électricité produite, ce modèle serait particulièrement adapté aux petits consommateurs industriels et commerciaux, qui représentent également environ 30 % de la consommation d’électricité. Le potentiel réel de ce système de marché en Allemagne est actuellement à l’étude.

Enfin, les réseaux intelligents, équipés d’outils de mesure et de régulation, permettent une utilisation optimale des capacités de réseaux grâce à une réponse partiellement ou entièrement automatisée lors de variations brutales, voir inversées, des flux de puissance ou de variations importantes de la tension. En particulier, ils permettent une meilleure intégration au réseau des centrales de cogénération, des parcs éoliens et photovoltaïques, dont l’intermittence est une source de risques pour le réseau. L’objectif est de pouvoir faire cohabiter l’ensemble des sources d’électricité, quelle que soit leur puissance et leur survenance. A terme, ces réseaux devront aussi intégrer les capacités de stockage qui devraient apparaître dans les années à venir.

Quelle est la politique industrielle que mène l’Allemagne en faveur des Smart grids ?

Outre-Rhin, le paysage des réseaux électriques diffère nettement du paysage français : les réseaux de transport d’électricité, gérés en France par RTE, sont gérés en Allemagne par quatre sociétés distinctes qui ont chacune la responsabilité d’une partie du territoire allemand : Tennet TSO (zone du nord-ouest au sud-est), 50Hertz Transmission (nord-est), Amprion (ouest) et TransnetBW (sud-ouest). Par ailleurs, les réseaux de distribution d’électricité, gérés en France métropolitaine à 95 % par ERDF, sont gérés en Allemagne par pas moins de 900 sociétés différentes, souvent des régies municipales. Dans ce contexte peu propice à un déploiement centralisé des technologies intelligentes, l’Allemagne a opté pour un déploiement graduel via une ouverture du marché à la concurrence.

Cette multiplicité des acteurs pose, également, la question de la protection des données et de la cyber-sécurité, à laquelle l’Allemagne porte une grande attention. Elle envisage ainsi des mécanismes appropriés visant à empêcher l’accès aux comportements des clients ou l’attaque des systèmes d’alimentation électrique par des pirates informatiques.

En termes de compteurs intelligents, une obligation d’installation est déjà inscrite dans la loi pour les bâtiments neufs et en rénovation lorsque le besoin annuel des consommateurs dépasse 6 000 kWh. Des compteurs intelligents sont également obligatoires dans les parcs photovoltaïques et les centrales à cogénération dont la puissance dépasse 7 kW. Ces cas représentent 13 % des 48 millions de points de mesure. Le gouvernement mène actuellement une analyse coûts-bénéfices pour déterminer si des cas supplémentaires d’installation obligatoire de compteurs intelligents sont nécessaires à l’avenir.

Concernant les réseaux intelligents, ces technologies sont déjà présentes au niveau des réseaux de transport (lignes de haute et très haute tensions), équipés dès l’origine d’outils de mesure et de surveillance qui permettront d’optimiser la construction des nouvelles lignes.

Au total, les gestionnaires de réseaux de distribution investissent chaque année environ 500 millions d’euros dans les dispositifs de réseaux et compteurs intelligents. Aujourd’hui, les principaux bénéficiaires sont les réseaux, les investissements dans les compteurs restant très faibles à ce jour. Ce montant total connait depuis plusieurs années une légère tendance à la hausse de 3 % par an.

Le gouvernement fédéral soutient également, à hauteur de 150 millions d’euros, la R&D dans le domaine des technologies des réseaux électriques du futur. Les pouvoirs publics s’engagent notamment à faciliter le montage de projets à dimension internationale et à améliorer la coopération entre le milieu de la recherche et l’industrie.

Pour finir, il convient de mentionner le programme de soutien "E-Energy" mis en place en 2008 par le gouvernement fédéral, programme qui encourage le développement des réseaux intelligents "made in Germany" sous la forme de projets développés et testés dans six régions modèles, sous la coordination de partenaires industriels et mettant chacune l’accent sur une technologie spécifique ou un aspect du tournant énergétique : marchés intelligents, systèmes énergétiques décentralisés, minimisation des émissions, systèmes de gestion énergétiques intelligents pour des ménages, intégration de l’électricité d’origine renouvelable au réseau, mise en place d’un "Internet de l’énergie". Ce programme s’est achevé en janvier 2013.

Pouvez-vous nous parler de la recherche technologique allemande sur le stockage de l’énergie ?

En Allemagne, le stockage de l’énergie est devenu l’un des piliers de la recherche énergétique, aux côtés des énergies renouvelables et de l’efficience énergétique. Le 6ème et dernier programme de recherche énergétique adopté en août 2011, doté de 3,5 milliards d’euros pour la période 2011-2014, lui consacre une place importante puisqu’il est doté de 200 millions d’euros, soit près de 6 % du budget total du programme sur 2011-2014.

Le stockage électrochimique, notamment via les batteries lithium-ion, semble être le favori en termes technologique et politique ; il se combine à l’objectif de développement de l’électromobilité.

De grands espoirs reposent sur le stockage chimique, avec le développement des filières hydrogène et méthane : un grand nombre de scientifiques se tourne vers la technologie dite du power-to-gas, qui consiste à produire de l’hydrogène par électrolyse pour l’utiliser dans des véhicules à hydrogène, l’injecter dans le réseau gazier ou le transformer en méthane à l’aide de CO2. Des unités pilotes à vocation locale existent déjà, comme la centrale hybride de Prenzlau développée par Enertrag (dans laquelle Total est partenaire) inaugurée à l’automne 2011.

Le stockage thermique regroupe en Allemagne le stockage thermique dans les matériaux (notamment dans le bâtiment) et dans les réseaux de chaleur. La cogénération, dont l’utilisation peut être qualifiée de traditionnelle en Allemagne (à cause des nombreuses centrales à charbon alimentant des réseaux de chaleur urbain) continue de se développer.

Le stockage mécanique n’est pas inclus en tant que tel dans l’initiative de recherche sur le stockage. Néanmoins, la technique de pompage-turbinage est considérée comme opérationnelle, plusieurs stations étant en fonctionnement ou en préparation en Allemagne et ses perspectives de développement sur le sol national sont modestes, les principaux sites potentiels étant déjà exploités. L’Allemagne se tourne désormais vers les pays étrangers pour recourir à cet apport. Des discussions sont menées avec la Norvège, l’Autriche et la Suisse, afin d’utiliser les centrales hydrauliques de ces pays pour stocker le surplus de production allemande d’origine renouvelable via les barrages. D’autres formes de stockage mécanique, aux capacités plus modestes, sont également à l’étude (air comprimé adiabatique, sphères de béton immergées, etc.).

Quelles seraient les coopérations possibles entre la France et l’Allemagne sur le sujet des réseaux électriques/systèmes intelligents ?

Aujourd’hui, les industries électriques françaises et allemandes travaillent déjà ensemble pour la promotion des technologies de réseaux intelligents existantes. Une déclaration d’intention commune a été signée en mai 2012 entre les fédérations industrielles des deux pays (FIECC et ZVEI) pour un partenariat dans le domaine des réseaux intelligents transfrontaliers. Il ne s’agit pas d’un projet de recherche mais bel et bien d’un projet de déploiement des technologies existantes des deux côtés du Rhin.

Le Conseil des ministres franco-allemand, du 22 janvier 2013, qui a pris cette année une signification toute particulière du fait des célébrations du 50e anniversaire du traité de l’Elysée, a été, également, l’occasion d’annoncer différents axes de collaborations franco-allemandes, tant industrielles que scientifiques, vers lesquels les deux gouvernements souhaiteraient s’orienter. Les thématiques énergétiques y figure, et parmi elles les énergies renouvelables, le stockage de l’énergie, l’efficacité énergétique et le développement des réseaux électriques (réseaux intelligents, compteurs intelligents, technologies numériques, interconnexion, électroniques de puissance, intégration au niveau européen).

Ces collaborations impliquent de développer des programmes communs de recherche, en vue de produire des démonstrateurs. Elles passent par l’engagement d’une réflexion sur la structuration industrielle de ces filières nouvelles et par la mise en réseau des expérimentations nationales dans le domaine des réseaux intelligents.


Hélène Benveniste
21 février 2013



Hélène Benveniste, ingénieure civile de Mines ParisTech, a développé son goût pour la thématique climato-énergétique au cours de ses expériences professionnelles en milieu industriel et dans des organismes de recherche : recherche en statistique climatique au Centre National pour la recherche atmosphérique (USA), conseil en énergie éolienne offshore pour l’entreprise allemande Deutsche.



Le Service pour la science et la technologie de l’Ambassade de France en Allemagne est le promoteur de la recherche française en Allemagne, notre premier partenaire. Ses activités regroupent une veille prospective et stratégique des résultats et des innovations de la recherche allemande. Il assure un contact permanent avec les laboratoires des organismes publics, des universités et des entreprises et soutient l’organisation de séminaires spécialisés et missions exploratoires à destination des chercheurs. Il est l’interface entre les autorités des deux pays pour une politique de recherche intégrée et organise la promotion de la recherche scientifique française auprès du grand public, des écoles et des étudiants.

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