Par Loic Charmoille, Responsable du Développement, Stockage d’énergie et systèmes hybrides, chez Wärtsilä
L’Afrique doit abandonner les vieilles méthodes en matière de production d’électricité si elle veut libérer son potentiel d’énergie renouvelable et ouvrir un avenir africain affranchi de pannes massives d’électricité. Une stratégie centrée sur le stockage de l’énergie et des systèmes de géneration flexibles sera la clé pour garantir la fiabilité d’un réseau fortement renouvelable, tout en abaissant le coût de l’électricité.
Au fur et à mesure que les économies et les populations africaines croissent, la demande d’électricité fiable augmente également. En termes simples, de nouvelles centrales électriques doivent être construites et la fiabilité des systèmes électriques doit être considérablement améliorée. Mais voici le défi: comment les pays africains peuvent-ils construire un système électrique qui peut à la fois intégrer une grande quantité d’énergie renouvelable peu coûteuse mais intermittente, tout en garantissant la résilience des réseaux sujets aux blackouts dans certains pays? C’est là que le stockage d’énergie et les centrales électriques flexibles entrent en jeu. Le stockage permet l’intégration des énergies renouvelables à grande échelle, et constitue l’innovation énergétique clef qui saura relever les défis posés dans de nombreux pays du continent.
Faire face à l’intermittence des énergies renouvelables
L’Afrique possède une des plus grandes ressources d’énergie solaire inexploitées au monde, et avec autant de soleil disponible, le coût de la production d’énergie solaire en Afrique pourrait facilement être parmi les plus bas au monde. Mais la route pour parvenir à une intégration considérable des énergies renouvelables est difficile… Certains pays, souffrent de réseaux électriques faibles, en proie à des pénuries d’électricité chroniques et des blackouts touchant de nombreux utilisateurs. Et les effets d’entraînement social et économique d’une perte totale de pouvoir à l’échelle nationale ne doivent pas être sous-estimés. Parallèlement à la demande croissante d’énergie, les voix pour plus de résilience contre les perturbations de courant deviennent également plus fortes.
Bien que les énergies renouvelables soient de plus en plus abordables, leur variabilité reste également un problème: le vent ne souffle pas toujours et le soleil ne brille pas toujours. Mais le réseau est construit d’une manière qui nécessite un équilibre cohérent et égal entre l’offre et la demande d’électricité pour fonctionner correctement. La demande croissante d’électricité et le déploiement accru d’énergie renouvelable intermittente introduisent une couche supplémentaire de complexité dans la gestion du réseau.
Actuellement, les centrales électriques existantes gèrent cet équilibre avec des degrés divers de réussite. Les centrales électriques au charbon ou à turbine à gaz n’ont pas la flexibilité nécessaire pour être mises en marche et arrêtées rapidement, selon les besoins en réponse aux conditions météorologiques changeantes ou en raison de problèmes de stabilité du réseau. Alors que l’Afrique vise à intégrer l’énergie solaire économique à grande échelle, l’incapacité des réseaux à répondre à la demande d’énergie est susceptible de s’aggraver si nous ne nous attaquons pas de front au besoin de flexibilité.
La congestion du réseau comme principale cause des blackouts
Les conceptions habituelles des réseaux électriques ont rendu certains services publics vulnérables aux problèmes de congestion du réseau qui menacent la fiabilité et provoquent des blackouts. La congestion du réseau est un problème quotidien qui survient lorsque le système électrique ne peut pas transporter suffisamment d’énergie pour répondre aux demandes des consommateurs ou ne peut pas distribuer l’énergie «excédentaire». Avec l’intégration de ressources d’énergie renouvelable intermittente – comme le solaire et l’éolien – ce défi devient exacerbé lors des périodes de forte production renouvelable, des jours nuageux ou lorsqu’il n’y a pas de vent, ce qui peut entraîner des blackouts.
En tant que telles, les technologies de stockage d’énergie offrent une solution révolutionnaire pour l’Afrique. Ils ont la capacité unique de fournir un tampon entre l’offre et la demande, ce qui permet aux systèmes énergétiques de se rééquilibrer pendant et après une perturbation. De plus, le stockage peut charger et décharger l’énergie selon les besoins à la demande, ce qui en fait un élément clé de l’infrastructure énergétique stable nécessaire pour améliorer la fiabilité et la sécurité du réseau en Afrique.
Il ne fait aucun doute que le stockage d’énergie jouera un rôle central dans la fourniture d’une électricité fiable à l’échelle du continent. Toutefois, se fier au stockage comme seule forme de flexibilité pourrait s’avérer coûteux à court terme. Wärtsilä a identifié que le chemin le moins coûteux et le plus court vers un système électrique hautement renouvelable nécessite également des centrales de production flexibles plus petites. Il s’agit notamment de petites centrales électriques à moteur qui peuvent démarrer et s’arrêter de manière flexible en quelques minutes et qui peuvent fonctionner au gaz naturel et aux carburants d’origine renouvelable à mesure qu’ils deviendront plus compétitifs et plus largement disponibles à l’avenir.
Les énergies renouvelables seront au cÅ“ur de toute transformation énergétique significative en Afrique, ce qui apportera un potentiel économique et environnemental aux consommateurs et aux communautés du continent. Le stockage d’énergie et les centrales électriques flexibles seront ses principaux catalyseurs. Les avantages sont vastes : les services publics peuvent non seulement éliminer le besoin coûteux de sur-construire une infrastructure énergétique pour garantir qu’il y a toujours suffisamment d’électricité à fournir aux clients, mais ils peuvent également fournir une alimentation électrique à l’épreuve du temps, mettant fin à l’âge d’un siècle de blackouts.
A PROPOS DE L’AUTEUR
Loic Charmoille est responsable du Développement, Stockage d’énergie et systèmes hybrides chez Wärtsilä. Actuellement basé à Sydney, il se concentre sur le développement de l’activité Wärtsilä sur le marché Océanie, pour les solutions de stockage batterie connectées au réseau et les solutions hybrides avec stockage (PV + ESS, Moteurs + ESS). Avant de rejoindre l’équipe en Australie, il a travaillé pendant 8 ans au développement des activités moteurs, centrales solaires PV, et stockage batterie sur la zone Afrique, avec une attention particulière pour les projets miniers. Loic a rejoint Wartsila en 2011, et a travaillé auparavant pour Siemens en Allemagne et pour Alstom Power en France. Il a une formation d’Ingénieur Mécanique de l’Université de Technologie de Belfort-Montbéliard (UTBM, France), avec une spécialisation en thermodynamique et sciences de l’environnement.
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