TRANSITION ÉNERGÉTIQUE

Allemagne - Une consommation 100 % ENR à portée de main

Allemagne - Une consommation 100 % ENR à portée de main

Depuis maintenant plus de 6 ans, le projet de recherche Kombikraftwerk réunit instituts de recherche et entreprises pour simuler un système électrique 100 % renouvelable en Allemagne. Piloté par l'institut Fraunhofer IWES, la première phase de recherche (2006-2008) visait à prouver que le 100 % électricité renouvelable était réalisable. Puis la deuxième phase de recherche (2010-2013) a consisté à s'assurer qu'un tel système était capable de garantir la sécurité et la stabilité du réseau à tout moment de l'année. Durant cette seconde phase, la simulation en grandeur réelle s'est appuyée sur un système intégrant deux parcs éoliens, soit 26 machines, quatre centrales biogaz, plusieurs centrales photovoltaïques au sol et des moyens de stockage. Fin août, les chercheurs de Kombikraftwerk ont publié leur rapport final et mis en ligne des animations reprenant les résultats de leurs travaux (voir lien ci-dessous). Il est notamment possible de suivre heure par heure le fonctionnement d'un système 100 % renouvelable : l'activation des centres de production (Erzeugung) et de consommation (Verbrauch), les excédents de production (Überschuss), le recours aux unités de stockage “Power-to-gas”, les flux d'électricité sur les principales lignes de transport (Leitungsbelastung), etc.

53 % d'électricité éolienne

Une carte interactive (onglet Szenarienkarte) donne par ailleurs accès à des fiches détaillant les caractéristiques de la consommation (523,6 TWh par an) et des moyens de production et de stockage. Dans ce scénario 100 % renouvelable, l'éolien et le photovoltaïque fournissent respectivement 53 % et 20 % de l'électricité du pays. La biomasse produit pour sa part 10 % tandis que le reste provient de l'hydraulique, la géothermie, des moyens de stockage et des centrales thermiques fonctionnant au méthane de synthèse issu des unités de méthanation. Ce méthane est lui-même produit à partir des excédents de production de l'éolien et du solaire. Le pays compte en effet 21 349 éoliennes (onshore et offshore), soit 124,4 GW de puissance installée (contre 35,9 GWc à la mi-2014), ayant un facteur de charge moyen de 3 000 heures par an. La puissance photovoltaïque installée s'élève à 133,6 GWc, contre 36,7 GWc aujourd'hui. La biomasse sous ses différentes formes (biogaz, biomasse solide, déchets fermentescibles, etc.) totalise pour sa part 17,2 GW de puissance installée (contre 8 GW fin 2013). Les capacités hydrauliques sont en revanche légèrement en recul par rapport à aujourd'hui avec 4,7 GW contre 5,6 GW fin 2013, mais le scénario compte de manière significative sur la géothermie avec 4,6 GW contre 0,03 GW installés fin 2013. Le niveau des importations est balancé par celui des exportations (11,4 TWh) donnant un jeu à somme nulle. Le système nécessite enfin, côté production, l'appui de 53,5 GW de centrales à (bio)gaz combiné pour garantir la sécurité d'approvisionnement. Elles ne fonctionneraient toutefois que 828 heures par an à pleine charge, soit 9,5 % du temps, ce qui supposerait de rémunérer la garantie de puissance et non l'énergie produite.

Biométhane en stock

La simulation a permis aux chercheurs de préciser le besoin de renforcement du réseau électrique mais aussi de quantifier les moyens permettant de garantir son équilibre. Ce système s'appuie ainsi sur de conséquents moyens de stockage de l'électricité : 12,5 GW de stations de pompage-turbinage et stations de stockage à air comprimé, 55,2 GW de capacité de stockage sur batteries et 13,1 GW d'unités de méthanation, transformant 50,8 TWh d'électricité excédentaire par an. « Le projet Kombikraftwerk 2 montre qu'un système stable sans énergies conventionnelles est réalisable grâce à un pilotage intelligent de la production, du stockage et des consommations, déclare Kaspar Knorr, chef du projet Kombikraftwerk. Même si quelques efforts sont encore à faire, nous pourrons garantir dans le futur avec les seules énergies renouvelables un niveau de sécurité d'approvisionnement aussi élevé qu'aujourd'hui. »

100 % électricité renouvelable heure par heure (cliquer sur “Start” dans la carte pour démarrer l'animation)

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Transition Energétique

Au nom de quoi léguer pour des milliers d'années à des centaines de générations des produits toxiques qui n'auront servi au bien être que de deux ou trois générations ?
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