Centrales électriques hybrides : efficaces et au service du réseau

Dans le contexte de la transition énergétique en cours, l’intégration de diverses sources d’énergie, telles que l’énergie solaire, éolienne et hydraulique, avec des systèmes de stockage intelligents devient de plus en plus vitale. L’utilisation partagée de l’infrastructure énergétique existante peut également aider à maximiser l’utilisation de la capacité du réseau et à réduire les coûts. Analyse !

Une centrale hybride – solaire et éolien – combinée à des systèmes de stockage intelligents, peut aider à faire correspondre la production d’électricité à la demande et à prévenir l’offre excédentaire d’énergie renouvelable pendant les périodes de pointe. Pendant ce temps, le manque de points de connexion au réseau continue d’empêcher la connexion de nouveaux systèmes, et les points de connexion au réseau occupés par une seule source d’énergie ne peuvent pas être pleinement utilisés en raison de la volatilité inhérente à cette source. Les centrales électriques hybrides pourraient aider à résoudre ces problèmes, et les développeurs ont commencé à s’y intéresser. Cette technologie utilise un seul point de connexion au réseau pour plusieurs technologies de production, telles que l’énergie solaire et éolienne. Ces deux sources d’énergie se complètent : en été, le photovoltaïque produit plus d’électricité, tandis que l’énergie éolienne prédomine en hiver. Les applications combinées de l’énergie solaire et de l’hydroélectricité sont également en hausse. En utilisant des systèmes de stockage par batterie en combinaison avec des technologies de production unique ou multiple, l’électricité générée peut être injectée dans le réseau lorsqu’elle est nécessaire pour la consommation ou la stabilisation du réseau. Pour cette raison, ces types d’installations sont décrits comme intégrant des systèmes.

Avantages des centrales hybrides

Le partage des points de connexion au réseau réduit les dépenses d’investissement et d’exploitation des centrales d’énergie renouvelable. De plus, cela accélère le processus d’approbation, car les deux systèmes sont traités comme un seul. Les centrales hybrides avec photovoltaïque et stockage par batterie profitent également à l’économie, car elles sont en mesure de répondre à la demande de pointe à un coût inférieur à celui des centrales au gaz. La combinaison de la production d’énergie renouvelable et du stockage par batterie permet d’éviter la congestion du réseau et la cannibalisation des prix (qui se produit lorsqu’une offre excédentaire d’énergie renouvelable entraîne des prix de l’électricité négatifs) en stockant l’électricité renouvelable jusqu’à ce qu’elle soit réellement nécessaire.

 

« Fruits à portée de main » : augmenter l’efficacité en permettant la surcapacité aux points de raccordement au réseau

Selon une étude de la Fédération allemande des énergies renouvelables (BEE), l’efficacité des centrales éoliennes et photovoltaïques combinées pourrait être considérablement améliorée si le gouvernement allemand autorisait l’installation d’une capacité d’énergie renouvelable supérieure à celle prévue pour le raccordement au réseau. Grâce à leurs profils de production complémentaires, le solaire et l’éolien pourraient augmenter l’utilisation des points de raccordement au réseau à un total de 53 %, et de 250 % si l’approche de surcapacité des points de raccordement au réseau était autorisée. En revanche, les centrales photovoltaïques ont un taux d’utilisation de 13 % en moyenne, les centrales éoliennes de 33 %. Le BEE décrit les avantages de ce type d’optimisation de l’utilisation comme des fruits à portée de main – s’ils étaient autorisés par la loi. Dans des pays comme le Portugal, l’Espagne et l’Irlande, ils sont déjà autorisés pour les centrales hybrides. Le modèle encourage également l’installation de systèmes de stockage et de technologies de couplage sectoriel, comme le souligne Simone Peter de BEE.

 

Défis pour les centrales hybrides

La combinaison de plusieurs technologies en un seul endroit nécessite souvent des sites plus grands et une infrastructure plus complexe, ce qui rend l’utilisation des sols difficile pour les centrales hybrides. En raison de la complexité et de la nouveauté de ce type de projet, convaincre les banques, les investisseurs et les compagnies d’assurance de ses mérites reste également un défi. Une autre étape importante dans la promotion des centrales hybrides est la standardisation des processus.

Modèles commerciaux pour les centrales électriques hybrides avec systèmes de stockage par batterie

Il existe plusieurs modèles d’affaires pour la commercialisation de l’électricité provenant de centrales hybrides, tels que les tarifs d’achat, la vente directe, l’arbitrage énergétique et la fourniture de réserves d’exploitation et de services de stabilité du réseau. À mesure que la capacité de production d’énergie renouvelable augmente, ces deux dernières rendront ce type de centrale essentiel à la stabilité du réseau. À l’avenir, les centrales hybrides dotées de concepts de commande numérisés passeront d’un mode de fonctionnement à l’autre afin de maximiser la rentabilité et d’optimiser leur capacité à compenser les fluctuations à court terme du réseau.

La situation juridique en Allemagne

En Allemagne, les centrales hybrides font l’objet d’appels d’offres d’innovation en vertu de la loi sur les énergies renouvelables (EEG). En raison de leur complexité, l’installation de ces types de centrales électriques est très coûteuse. Afin de promouvoir cette technologie, la valeur maximale de ces appels d’offres (9,18 €ct par kilowattheure) est restée la même depuis 2023. Le Paquet Solaire I a également apporté d’importantes améliorations aux centrales électriques hybrides avec des systèmes de stockage par batterie afin de les rendre plus rentables et compétitives, en leur permettant de changer leur mode de fonctionnement pour stocker l’électricité fournie par le réseau plusieurs fois par an. Cependant, un obstacle majeur subsiste en Allemagne : la capacité de production est limitée par la capacité de traitement du point de raccordement au réseau. Au niveau de l’UE, il n’existe pas de définition réglementaire des centrales hybrides qui pourrait servir de base à des cadres réglementaires similaires et à des optimisations de processus dans les États membres.

 

Encadrés

Les projets de centrales hybrides en Europe

La plus grande centrale hybride d’Europe est en cours de construction par la compagnie d’électricité espagnole Endesa à Pego, au Portugal, dans le district de Santarém. Le plan consiste à construire une combinaison d’un système photovoltaïque de 365 mégawatts (MW), d’un parc éolien de 264 MW et d’un système de stockage par batterie de 168 MW. Il comprendra également un électrolyseur de 500 kilowatts (kW) pour la production d’hydrogène vert à partir de toute énergie excédentaire. Iberdola, une entreprise énergétique espagnole, construit actuellement une centrale hybride qui combine le photovoltaïque et l’hydroélectricité. 160 000 modules photovoltaïques sont en cours d’installation à Cedillo, dans la province espagnole de Cáceres, et une fois terminé, le système générera un total de 86 MW. À Tenevo, en Bulgarie, le développeur bulgare Eura Energy construit une centrale hybride de 238 MW de photovoltaïque, 250 MW d’énergie éolienne et un système de stockage par batterie d’une capacité de 500 mégawattheures (MWh).