Comment 1 000 batteries domestiques – ou 10 000, ou un million – transforment les banlieues en centrales électriques virtuelles

Par une matinée étouffante de février, le personnel du fournisseur d’électricité AGL se préparait à une journée potentiellement catastrophique sur le réseau.

Il y avait de bonnes raisons de s’inquiéter : les climatiseurs domestiques généraient une énorme demande d’électricité, au moment même où les tempêtes, les feux de brousse et la foudre étaient sur le point de mettre le système à genoux. À 13 heures, des pylônes de transmission à haute tension en acier galvanisé se sont effondrés sous des vents violents près de Geelong, tandis que des poteaux plus petits se sont effondrés sur le réseau. Deux parcs éoliens se sont soudainement arrêtés, tout comme les quatre unités de la centrale électrique au charbon géante Loy Yang A d'AGL. En peu de temps, l’électricité fut coupée dans plus d’un demi-million de foyers victoriens.

Dans des moments comme ceux-ci, lorsque le réseau électrique a besoin d'être stimulé de toute urgence, un signal arrive chez Tony Debono en un dixième de seconde et active un boîtier accroché au mur à côté de son compteur électrique.

Sa propriété à Cobains, une ville laitière à l'est de Melbourne, fait partie de l'une des centrales électriques les plus récentes d'Australie, qui n'est pas vraiment une centrale électrique du tout – du moins, pas comme nous l'imaginons traditionnellement.

Il s’agit plutôt d’une centrale électrique virtuelle : un vaste réseau de panneaux solaires et de batteries privés sur les toits, dispersés dans des milliers de maisons de la côte est. En échange d'un crédit sur leurs factures, Debono et d'autres clients comme lui ont accepté de permettre à leurs fournisseurs d'électricité de prendre le contrôle de leurs appareils à certains moments et d'utiliser la force combinée de leur énergie solaire stockée.

« En cas de besoin critique, ils peuvent puiser une partie de l'énergie de mon système sur le réseau », explique Debono. « Et ça ne me pose aucun problème. »

Alors que des services publics tels qu'AGL, Origin Energy et EnergyAustralia se préparent à fermer leurs dernières centrales électriques au charbon dans les années à venir, l'industrie se concentre en grande partie sur une question importante : comment équilibrer un système énergétique dans un monde d’une énergie renouvelable plus propre mais moins cohérente ?

La possibilité de regrouper un grand nombre de panneaux solaires et de batteries des clients pour les traiter comme une seule centrale électrique « virtuelle » pourrait constituer une partie de la solution. Lorsqu'il n'y a pas de soleil ou de vent et qu'il n'y a pas assez d'énergie disponible sur le réseau, les services publics peuvent exploiter ces sources d'énergie virtuelles pour distribuer des rafales d'énergie solaire contenues dans les batteries des clients afin de remédier aux déséquilibres et de maintenir la stabilité du réseau. Si les maisons participantes sont également équipées d'appareils intelligents, tels que des systèmes électriques d'eau chaude, ceux-ci peuvent également jouer un rôle en les mettant hors tension pour minimiser la demande. Il en va de même pour les grandes entreprises, comme les usines, qui ont accepté de libérer le réseau lorsque les conditions sont tendues.

De toute évidence, un seul système solaire sur le toit et une batterie domestique ne peuvent pas faire le travail d'une centrale électrique, déclare l'Agence australienne des énergies renouvelables (ARENA), qui a financé bon nombre des premiers essais de centrales électriques virtuelles du pays, « mais qu'en est-il des 1 000 des batteries domestiques, ou 10 000, ou un million ?

L’opérateur du marché de l’énergie prédit que la capacité des centrales électriques virtuelles va augmenter, d’autant plus que les maisons entièrement électriques équipées de batteries, les véhicules électriques rechargeables, les solutions solaires et de gestion de l’énergie continuent de gagner en popularité. D’ici 2050, affirme-t-il, les ressources énergétiques coordonnées des consommateurs pourraient représenter 65 pour cent de la capacité totale de stockage du réseau de la côte Est.

Origin Energy, qui gère la plus grande centrale électrique virtuelle d'Australie, appelée Loop, estime que l'ampleur et le potentiel de la technologie ont été « complètement sous-estimés ».

« Lorsque nous avons annoncé que nous aurions une centrale électrique virtuelle de deux gigawatts d'ici 2026, la plupart des gens nous ont demandé de quoi il s'agissait », a déclaré Frank Calabria, directeur général d'Origin. Avec une capacité de Loop aujourd'hui supérieure à 1,2 gigawatts – avant même l'adoption généralisée des batteries domestiques et des véhicules électriques – cela « devient très rapidement réel », dit-il.

Pour certains acteurs du secteur de l'énergie, la réponse aux conditions météorologiques extrêmes et aux pannes d'électricité du 13 février à Victoria a constitué la démonstration la plus claire à ce jour de la valeur émergente des centrales électriques virtuelles.

Alors que le personnel de la salle des marchés d'AGL passait à l'action ce jour-là, scannant des moniteurs géants et envoyant des signaux pour augmenter leurs unités de gaz, d'hydroélectricité, d'énergie éolienne et solaire disponibles, la responsable des opérations des centrales électriques virtuelles d'AGL, Caitlin Trethewy, et son équipe ont pu activer leurs actifs à peu près de la même manière.

Entre 14 heures et 20 heures, plus de 20 000 clients résidentiels ont contribué à stabiliser le réseau et à alimenter environ 500 foyers victoriens, selon Trethewy.

«Certains d'entre eux étaient des clients disposant de batteries domestiques capables de réagir en 100 millisecondes au déséquilibre de fréquence du réseau et de fournir de l'électricité», dit-elle. « Nous avons également eu des clients sur notre produit « Peak Energy Rewards », dans lequel AGL envoie aux clients un message texte leur demandant de réduire leur consommation d'énergie dans un laps de temps spécifique.

La centrale électrique virtuelle d'AGL, qui a débuté comme un essai en Australie méridionale grâce au financement de l'ARENA pour installer 1 000 batteries derrière le compteur et expérimenter un logiciel pour les orchestrer, a été considérablement agrandie. Aujourd'hui, il couvre tous les États dans lesquels AGL vend au détail et comprend une gamme d'actifs dans des locaux résidentiels et commerciaux. Au dernier décompte, AGL dispose désormais de 1,1 gigawatts d’actifs décentralisés connectés via une plate-forme basée sur le cloud et est en passe d’atteindre 1,8 gigawatts d’ici 2027.

Pour les réseaux électriques du futur, qui nécessiteront plus de flexibilité pour équilibrer l’offre et la demande, les centrales électriques virtuelles pourraient « changer la donne », estime Trethewy.

Pour les clients qui ont investi dans des actifs énergétiques domestiques, ces investissements peuvent également être enrichissants. « Au nom du client, nous regroupons ses actifs et participons aux marchés de gros de l'énergie pour générer plus de valeur », dit-elle. « Nous sommes ensuite en mesure de partager cette valeur avec le client. »

Alors que Debono approchait de la retraite, il avait une priorité principale : « Je voulais réduire mes factures », dit-il. « J'ai donc investi dans un système solaire. » Il a d’abord opté pour un système de 4,5 kilowatts, ce qui a réduit ses factures de moitié environ. Maintenant, il l'a augmenté à 10 kilowatts. Sur son toit à pignon, la plupart de ses panneaux solaires sont orientés vers le nord, là où ils peuvent produire le plus d'électricité, et d'autres sont orientés vers l'ouest lorsque le soleil se couche. Il a également installé une batterie domestique (une Tesla Powerwall 2), une paire d'onduleurs de cinq kilowatts et un générateur de secours. Au total, cela lui a coûté environ 35 000 $.

« Les gens ont demandé : « Quel est le temps de retour sur investissement ? » mais je ne m'inquiétais pas du délai de remboursement, j'étais plutôt inquiet d'avoir des factures moins chères », explique Debono.

Les prix moyens de l'électricité ont fortement augmenté dans toute l'Australie, en raison des pannes vieillissantes des centrales électriques au charbon et de la hausse des prix des combustibles fossiles suite à l'invasion de l'Ukraine par la Russie en 2022. Mais en injectant son excédent d'énergie solaire sur les toits dans le réseau et en participant à la centrale électrique virtuelle d'AGL , Debono gagne suffisamment de crédits de facture pour gagner de l'argent chaque mois.

« Depuis un an, je n'ai pas payé de facture d'électricité du tout », dit-il.

Les programmes de centrales électriques virtuelles et le nombre croissant d’offres de détail construites autour d’eux arrivent à un moment critique de la transition énergétique.

L'Australie est devenue un leader mondial en matière d'utilisation de l'énergie solaire sur les toits par habitant, avec plus d'un tiers des maisons désormais équipées de panneaux solaires. Les batteries domestiques gagnent également rapidement en popularité, et l’adoption de véhicules électriques dont les batteries pourraient également être utilisées pour alimenter le réseau devrait libérer une capacité encore plus grande.

« C'est une histoire de croissance massive », déclare Leon Chanter, directeur associé du développement commercial d'ARENA. « Et les projections concernant les ressources énergétiques des consommateurs au niveau de la distribution… s'attendent à ce qu'elles continuent de croître. »

« Je voulais réduire mes factures… J'ai donc investi dans un système solaire. »

Tony Débono

Ce qui est important maintenant, dit-il, c'est de développer les systèmes et les cadres réglementaires pour maximiser tout ce potentiel énergétique distribué en orchestrant les actifs des ménages, en encourageant une plus grande participation des consommateurs et en évitant d'avoir à réduire la production en cas d'offre excédentaire d'énergie solaire.

« Disposer de centrales électriques virtuelles et de solutions orchestrées de ressources énergétiques distribuées permet à un foyer de maximiser la valeur de son énergie, ce qui signifie un avenir à moindre coût », dit-il.

Une feuille de route sur les ressources énergétiques des consommateurs, visant à établir des règles cohérentes à l'échelle nationale pour renforcer la capacité des consommateurs à exporter l'énergie solaire et permettre les technologies de connexion des véhicules au réseau, sera examinée par les ministres de l'énergie des États et du gouvernement fédéral en juillet.

Les centrales électriques virtuelles ne suffiront pas à elles seules à répondre au besoin urgent de projets énergétiques à l'échelle du réseau, comme les parcs éoliens et solaires, les grosses batteries, les centrales hydroélectriques par pompage et les lignes de transmission, qui seront essentielles pour compenser une vague imminente d'énergies alimentées au charbon. fermetures de centrales électriques.

Mais ce qu'ils feront, déclare Frank Calabria d'Origin Energy, c'est contribuer à remodeler le marché de l'électricité pour qu'il soit mieux équipé pour répondre à des sources d'énergie plus dispersées, ainsi qu'à l'appétit croissant des clients pour participer et bénéficier du marché propre. transition énergétique.

« À mesure que les prix des batteries baissent et que de plus en plus de gens achètent des véhicules électriques et souhaitent profiter du partage, nous pensons qu'il s'agit d'une énorme opportunité », déclare Calabria.

« Cela n'enlève rien à la charge globale basée sur le réseau, mais je peux vous assurer que cela jouera un rôle extrêmement important pour faire correspondre l'offre et la demande à mesure que davantage d'énergies renouvelables entreront dans le système. »