Que sont les ressources énergétiques distribuées (RED) ?

Les RED comprennent à la fois les technologies de production d’énergie et les systèmes de stockage d’énergie. Lorsque la production d’énergie se fait au moyen de ressources énergétiques distribuées, on parle de production distribuée.

Bien que les systèmes RED utilisent diverses sources d’énergie, ils sont souvent associés à des technologies d’énergie renouvelable telles que des panneaux solaires sur les toits et de petites éoliennes.

L’utilisation des systèmes RED présente plusieurs avantages. Les ressources énergétiques distribuées qui génèrent de l’énergie à partir de sources d’énergies renouvelables ne produisent souvent aucune émission, tandis que les RED alimentés par le gaz naturel produisent moins d’émissions que les autres systèmes alimentés par des combustibles fossiles. Cela contribue à la décarbonation.

Le RED améliore également la résilience du système électrique : le RED peut aider à compléter les centrales électriques centrales lorsque la demande en électricité augmente et servir de source d’énergie de secours lorsque des événements météorologiques extrêmes endommagent l’infrastructure des services publics.

Les technologies RED comprennent à la fois les systèmes traditionnels basés sur les combustibles fossiles et les technologies énergétiques plus récentes et plus propres. Les premiers comprennent les moteurs à combustion fonctionnant au pétrole et au diesel, qui produisent des niveaux élevés d’émissions de gaz à effet de serre. Les technologies plus propres avec des émissions faibles ou nulles comprennent :

Les systèmes solaires photovoltaïques, ou panneaux solaires et cellules solaires, sont de plus en plus utilisés comme RED. À l’échelle mondiale, 167 gigawatts de systèmes photovoltaïques distribués ont été installés entre 2019 et 2021.¹

Les éoliennes RED sont également connues sous le nom d’éoliennes. Les installations éoliennes varient en taille et en capacité de production d’électricité. Elles peuvent aller de moins de 1 kilowatt, qui peut alimenter des équipements, à 100 kilowatts, qui peuvent alimenter un site industriel.

Les piles à combustible produisent de l’électricité grâce à un processus thermochimique impliquant des combustibles tels que l’hydrogène. Si la plupart de l’hydrogène utilisé pour les piles à combustible est produit en brûlant du gaz naturel, il peut également être produit à partir d’énergies renouvelables, c’est ce que l’on appelle « l’hydrogène vert ». Les piles à combustible à hydrogène sont utilisées dans certains véhicules électriques et se trouvent dans certaines centrales électriques.

La cogénération est la production simultanée d’électricité et de chaleur à partir d’une seule source d’énergie. Également connue sous le nom de production combinée de chaleur et d’électricité (PCCE), la technologie de cogénération peut fonctionner avec des combustibles fossiles, tels que le gaz naturel, ou des combustibles à base d’énergie renouvelable, tels que la biomasse.

Les microturbines sont de petits moteurs à combustion qui fonctionnent au biogaz, au gaz naturel, au propane et à d’autres sources de carburant. La plupart ont la taille d’un réfrigérateur et produisent entre 15 et 300 kilowatts d’électricité. Malgré cette production relativement faible, lorsqu’elles sont regroupées, elles peuvent alimenter des installations entières, telles que des usines de traitement des eaux usées.²

Le stockage d’énergie consiste à capturer et à conserver de l’énergie en réserve pour une utilisation ultérieure. Voici des exemples de technologies de stockage d’énergie utilisées comme ressources énergétiques distribuées :

Bien que les systèmes RED ne puissent desservir que des sites spécifiques, ils peuvent également être reliés aux réseaux énergétiques locaux par le biais d’un processus connu sous le nom d’interconnexion. L’interconnexion s’effectue par le biais de moyens administratifs et techniques : les propriétaires des RED doivent soumettre des demandes d’interconnexion aux services publics et s’assurer qu’ils disposent de la technologie de support appropriée. Cette technologie comprend des dispositifs connus sous le nom d’inverseurs.

Les inverseurs convertissent l’électricité en courant continu (DC) en électricité en courant alternatif (CA). De nombreuses unités RED, telles que les installations solaires et éoliennes, produisent de l’électricité en courant continu, alors que la plupart des opérations de transmission et de distribution d’énergie se font en courant alternatif. Les inverseurs convertissent l’électricité continue générée par le RED en électricité CA qui peut être transmise via les réseaux électriques.

Certains RED alimentent des réseaux plus importants après s’être d’abord connectés à des micro-réseaux, qui sont des réseaux à petite échelle fournissant de l’électricité à des zones locales. Une ou plusieurs technologies RED constituent généralement un micro-réseau. En plus de fonctionner en conjonction avec les réseaux électriques traditionnels à grande échelle, les micro-réseaux peuvent également fonctionner en « mode îlot », c’est-à-dire qu’ils fonctionnent de manière autonome.

Les RED peuvent également être agrégés dans des réseaux énergétiques appelés centrales virtuelles (VPP). Les fournisseurs d’énergie et les opérateurs de systèmes peuvent faire appel aux VPP pour répondre à la demande d’électricité lorsque leur propre approvisionnement est insuffisant.

Les systèmes RED offrent une multitude d’avantages aux personnes et à la planète.

En fournissant de l’électricité à des points de consommation proches, les RED contribuent à réduire la perte d’énergie qui se produit généralement lorsque l’électricité circule dans les lignes de transmission. De plus, le RED permet une gestion de l’énergie plus efficace grâce à des programmes de réponse à la demande : les services publics incitent les clients du secteur de l’énergie à modifier leur consommation d’énergie et permettent aux services publics d’accéder aux systèmes RED des clients pour répondre à la demande d’électricité.

Les consommateurs équipés de systèmes RED peuvent soit produire de l’énergie moins chère pour leur propre usage, soit bénéficier de crédits sur leur facture énergétique pour fournir de l’énergie à leurs réseaux locaux, une pratique connue sous le nom de facturation nette. Le RED est également rentable pour les compagnies d’électricité : en intégrant le RED à leurs systèmes, elles peuvent éviter les coûts liés au développement de nouvelles infrastructures énergétiques.

De nombreuses ressources énergétiques distribuées sont alimentées par des énergies renouvelables ou de l’hydrogène, ce qui permet d’émettre moins d’émissions que la production d’énergie à partir de pétrole ou de charbon.

Le changement climatique a augmenté la fréquence des phénomènes météorologiques extrêmes et des catastrophes naturelles, qui peuvent endommager les infrastructures électriques et provoquer des pannes et des perturbations. Les ressources énergétiques distribuées améliorent la résilience du système électrique en fournissant des options de secours pour la production d’énergie lorsque les centrales électriques centralisées sont touchées.

Malgré les avantages des ressources énergétiques distribuées, les consommateurs et les gestionnaires de réseaux rencontrent des difficultés dans l’adoption des ressources énergétiques distribuées.

Bien que les systèmes RED puissent réduire les coûts énergétiques à long terme, les coûts d’installation des ressources énergétiques distribuées telles que les piles à combustible et les panneaux photovoltaïques peuvent s’élever à des milliers de dollars, un prix prohibitif pour certains consommateurs. Les incitatifs gouvernementaux, tels que les crédits d’impôt et les subventions, peuvent aider à couvrir les coûts initiaux.

Les réseaux électriques et les systèmes de distribution construits au XXe siècle n’ont pas été conçus pour accueillir un flux bidirectionnel, c’est-à-dire le flux d’électricité des centrales électriques vers les consommateurs et le flux d’électricité des RED appartenant aux consommateurs vers un réseau. De ce fait, les réseaux peuvent être submergés par l’électricité provenant des RED, créant une congestion du réseau et exposant certaines zones à des risques de pannes d’électricité. Une coordination accrue entre les parties prenantes du système énergétique, y compris les régulateurs, les opérateurs de réseaux et les consommateurs, et le site application de la technologie des réseaux intelligents pourraient contribuer à relever ces défis.