Les centrales hybrides sont une nécessité à l’heure actuelle. Combiner la production d’électricité de sources renouvelables comme le solaire, l’éolien et l’hydraulique avec des technologies de stockage intelligentes présente un avantage décisif : cela permet d’intégrer à faible coût l’électricité de sources renouvelables dans le système énergétique. C’est pourquoi l’état de la technique, les aspects réglementaires et les perspectives dans le domaine des centrales hybrides seront un thème phare du salon Intersolar Europe où le secteur solaire international se donnera rendez-vous.
De grandes centrales hybrides se construisent actuellement dans toute l’Europe : un projet au Portugal devrait réunir, une fois achevé, une installation photovoltaïque de 365 mégawatts (MW), un parc éolien de 264 MW, un accumulateur à batterie de 168 MW et un électrolyseur de 500 kilowatts (kW) pour la production d’hydrogène vert. Un projet en Espagne associant photovoltaïque et hydroélectricité totalisera les 86 MW une fois le chantier terminé. En Bulgarie se construit actuellement une installation hybride avec 238 MW de photovoltaïque, 250 MW d’éolien et un accumulateur à batterie de 250 MW.
La croissance exponentielle du photovoltaïque
La dynamique dans la construction d’installations photovoltaïques reste prometteuse avec des réserves de croissance : en 2023-2024, le solaire a représenté trois quarts des capacités de production d’électricité nouvellement installées dans le monde. En 2015, la puissance photovoltaïque installée dans le monde s’élevait à quelque 200 GW, la capacité de production a été multipliée par dix pour atteindre 2000 GW en 2024, franchissant ainsi la barre des deux térawatts. L’Agence internationale de l’énergie s’attend à ce que la puissance PV installée triple encore en quelques années pour atteindre 6000 GW d’ici 2030. Les quantités d’électricité produites à partir de sources d’énergie renouvelables, qui augmentent de manière exponentielle, doivent être intégrées de manière flexible et intelligente dans le système électrique. Combiner la production et le stockage en un même lieu sera un élément déterminant de la réponse à ce défi.
Dans un avenir proche, la production d’électricité solaire au sol associée au stockage devrait devenir la règle, une tendance que l’on observe par exemple avec les accumulateurs domestiques en Allemagne.
Effondrement des coûts, baisse des prix de l’électricité
L’un des moteurs les plus importants de l’essor global de ces projets hybrides est l’effondrement du prix des composants depuis des années. Ils ont chuté de 85 pour cent pour le photovoltaïque et même de 90 pour cent pour les accumulateurs à batteries au cours des 15 dernières années. D’après une étude de l’Institut Fraunhofer pour les systèmes énergétiques solaires (ISE) de juillet 2024, les coûts de production de l’électricité (coût actualisé de l’énergie, ou LCOE) des parcs solaires en Allemagne se situent entre 4,1 et 6,9 centimes d’euro/kilowattheure. En combinant les installations PV au sol et les accumulateurs à batteries, le LCOE varie entre 6,0 et 10,8 centimes d’euro/kilowattheure. En comparaison, les coûts de production des centrales à combustibles fossiles sont aujourd’hui bien plus élevés : les centrales au lignite coûtent 15,1 à 25,7 centimes d’euro, les centrales au charbon 17,3 à 29,3 centimes d’euro, les centrales à cycle combiné 10,9 à 18,1 centimes d’euro et les centrales au gaz flexibles 15,4 à 32,6 centimes d’euro par kilowattheure. Quant aux centrales nucléaires, leurs coûts sont de 13,6 à 49,0 centimes d’euro/kilowattheure. Les centrales hybrides produiront de l’électricité non seulement verte, mais aussi beaucoup moins chère. Elles garantiront ainsi des prix de l’électricité avantageux à long terme pour l’industrie, les PME et les particuliers.
Les centrales hybrides au service des réseaux
Si les centrales hybrides ont le vent en poupe, elles le doivent à l’essor mondial des accumulateurs à batteries. En effet, ces derniers permettent d’optimiser la commercialisation de l’électricité produite grâce à différents modèles commerciaux comme le prix de rachat de l’électricité ou la commercialisation directe. En outre, les batteries permettent des opérations d’arbitrage, autrement dit le stockage d’électricité au moment où les prix sont bas et l’injection quand la demande et donc les prix sont élevés, sans oublier la mise à disposition de réserve de puissance et de services de stabilité du réseau. Avec ces services, les centrales hybrides contribueront de manière importante à la stabilité et à la flexibilité des réseaux. Grâce à des concepts et processus de gestion intelligents, elles basculeront entre les différents modes d’opération et atteindront un niveau optimal de rentabilité et d’utilité pour le réseau.
Utilisation optimale des points de raccordement
Un facteur limitatif pour le développement du photovoltaïque et de l’éolien est souvent celui des points de raccordement. Contrairement à ce qui est la règle jusqu’à présent, il serait possible de raccorder plus de puissance de production potentielle que ce qu’ils peuvent effectivement transporter. Cet « excédent » serait très utile pour les centrales hybrides, car les centrales solaires et éoliennes ont des profils de production très différents qui se complètent quand ils sont combinés. En raccordant ensemble la production solaire et éolienne, avec un cumul de 250 pour cent, on pourrait atteindre au total 53 pour cent d’exploitation des points de raccordement À titre de comparaison : le photovoltaïque seul ne dépasse pas 13 pour cent et l’éolien 33 pour cent. L’Association allemande des énergies renouvelables évoque « un objectif à portée de main » dans ce contexte.
