La Californie déleste plus d’électricité solaire que jamais

Le délestage de la production d’électricité augmente lorsque la génération de solaire excède la capacité de transport.D’après pv magazine Etats-Unis
Selon l’Energy Information Administration (EIA), le délestage d’énergies renouvelables, en particulier de la production de solaire, est en hausse en Californie. En 2022, le gestionnaire de réseau California Independent System Operator (CAISO) a délesté 2,4 millions de MWh de production de solaire et d’éolien. Le solaire représente 95 % de ce total.
À mesure que la production de solaire intermittente augmente, le manque d’infrastructure de transport ou de capacité de stockage de l’énergie disponibles entraîne des excédents temporaires de production. Les délestages sont réalisés en cas d’encombrement, lorsque les lignes électriques ne disposent pas d’une capacité suffisante pour approvisionner l’électricité, ou en cas d’offre excédentaire, lorsque la production d’électricité est supérieure à la demande.
Délestage, par cause, California Independant System Operator (2019-sept 2023)Offre excédentaire / Encombrement Image : Energy Information Administration

D’après l’administration EIA, en Californie, le délestage résulte essentiellement de l’encombrement. Ces types de délestage sont en hausse constante depuis 2019, les ajouts de production de solaire augmentant plus rapidement que le développement des infrastructures de transport et de stockage.
Le CAISO a tendance à opérer davantage de délestages d’électricité solaire au printemps, lorsque la demande en électricité est basse, en raison de la douceur des températures et d’une production relativement élevée due aux bonnes conditions d’ensoleillement.
Production d’électricité solaire et délestage par le California Independant System Operator (CAISO).Valeurs horaires moyennes par mois (jan 2022-juin 2023) Image : Energy Information Administration

Le gestionnaire de réseau cherche des solutions au problème du délestage. L’une d’entre elles consiste à participer au Western Energy Imbalance Market (WEIM), un marché en temps réel qui permet aux participants extérieurs au CAISO d’acheter et de vendre de l’énergie afin d’équilibrer l’offre et la demande. D’après l’EIA, en 2022, plus de 10 % du total des délestages potentiels ont pu être évités grâce à ce marché. Un marché « day-ahead » devrait voir le jour dans le cadre du WEIM au printemps 2025.
Le CAISO élargit par ailleurs sa capacité de transport en vue de réduire les encombrements. Son rapport sur la planification de la transmission pour la période 2022-23 esquisse 45 projets pour prendre en charge la part croissante des énergies renouvelables. Ce plan anticipé ajoute une capacité de transport importante pour répondre à la capacité de production supplémentaire de 40 GW attendue au cours des dix prochaines années.
La troisième solution adoptée par le CAISO consiste à promouvoir le développement de ressources flexibles susceptibles de répondre à la demande. À l’heure actuelle, l’État dispose de 4,6 GW de stockage de l’énergie sur batterie et les développeurs prévoient d’ajouter 7,6 GW d’ici à fin 2024 d’après les données de l’EIA.
Par ailleurs, la « courbe en canard » (duck curve) permet de bien comprendre l’effet du facteur intermittent des énergies renouvelables sur le fonctionnement des réseaux de transport centralisés classiques.
En matière de fonctionnement de réseau électrique, le phénomène de la « courbe en canard » est un concept qui illustre l’écart entre la production de pointe de solaire (du milieu de journée à l’après-midi) et le pic de la demande en électricité (en fin d’après-midi et le soir). La courbe, qui dessine un profil de canard, montre les pics et les creux de ces écarts au cours d’une journée type.
La « courbe en canard » de la Californie se creuse. Image : Energy Information Administration

Une « courbe en canard » peut engendrer des pressions sur le réseau et poser des difficultés pour le marché de l’électricité, poussant la Californie et d’autres États adeptes de l’énergie solaire à augmenter leurs installations de stockage de l’énergie afin de remédier à ces problèmes.
Selon l’EIA, à mesure que l’adoption du solaire se généralise en Californie, le dos du canard se creuse. La courbe de la charge nette en milieu de journée est de plus en plus basse, compliquant la tâche du CAISO pour équilibrer le réseau.
Entre le milieu de journée et la fin d’après-midi, lorsque la demande en énergie est encore élevée mais que la production de solaire a chuté, la demande en électricité bascule sur les centrales électriques classiques, notamment celles au gaz utilisées dans les périodes de pointe, qui doivent alors augmenter rapidement leur production. En raison de cette montée en puissance rapide, les gestionnaires du réseau ont du mal à équilibrer l’offre et la demande du réseau en temps réel, un mécanisme qui stabilise le réseau tant physiquement que sur le marché de gros.
Quoi qu’il en soit, la courbe en canard a ouvert la voie au stockage de l’énergie pour équilibrer le réseau de la Californie et d’autres économies basées sur les énergies renouvelables.
« Le déploiement à grande échelle de systèmes de stockage de l’énergie, comme les batteries, permet de stocker une partie de l’électricité solaire produite pendant la journée et de la conserver pour plus tard, lorsque le soleil s’est couché, explique l’EIA. Le stockage d’une partie de le production solaire de la mi-journée aplatit la courbe en canard, et la redistribution de la production solaire le soir raccourcit le cou du canard. »
Selon DNV, société internationale de gestion des risques, malgré un coût total plus élevé, les projets de solaire+stockage présentent un avantage en termes de valeur de vente ou « capture price ». Les centrales équipées de dispositifs de stockage peuvent recharger leurs batteries la journée lorsque l’ensoleillement est abondant et vendre l’électricité stockée quand les prix sont plus élevés. DNV explique que d’ici à 2038, l’avantage du « capture price » présenté par les projets co-implantés de solaire+stockage dépassera l’inconvénient lié à leur coût, ce qui les rendra encore plus intéressants.
« Les systèmes de PV avec stockage de l’énergie sont conçus sous la forme d’un “pack” capable de produire de l’énergie à la demande, à l’instar de centrales hydrauliques, nucléaires ou d’installations de combustion », poursuit DNV. Selon l’entreprise, dans 10 ans, environ 20 % des projets solaires dans le monde seront équipés d’un dispositif de stockage dédié, et d’ici à 2050, cela concernera environ 50 % des projets.
Traduction assurée par Christelle Taureau.

Aurélie CHAPUIS

Engagée pour la transition énergétique, je me consacre à l’exploration des opportunités offertes par l’énergie solaire et à son évolution. J’accompagne les professionnels du secteur et favorise les collaborations pour accélérer l’adoption de solutions durables et innovantes.